DE102020007239A1 - Cooling when extruding melts - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft verschiedene Nachrüstmaßnahmen zur Steigerung der Kühlwirkung an vorhandenen Extruderanlagen.The invention relates to various retrofitting measures to increase the cooling effect on existing extruder systems.
Description
Extruder werden immer wieder zur Bearbeitung Stoffen, vorzugsweise von Kunststoffen eingesetzt, die mindestens teilweise in einem schmelzflüssigen Zustand sind oder in einen schmelzflüssigen Zustand gebracht werden können. Bei diesen Stoffen handelt es sich häufig um Polymere , Copolymere und Elastomere. Im Extruder können Stoffe unterschiedlichster Art verarbeitet werden, auch Feststoffe mit schmelzflüssigen Stoffen, auch Polymermischungen, auch Copolymermischungen, auch Elastomere, auch in Mischungen mit anderen zusätzlichen Stoffen.Extruders are repeatedly used to process materials, preferably plastics, which are at least partially in a molten state or which can be brought into a molten state. These substances are often polymers, copolymers and elastomers. A wide variety of substances can be processed in the extruder, including solids with molten substances, including polymer mixtures, including copolymer mixtures, including elastomers, including mixtures with other additional substances.
Die Stoffe können zum Beispiel sein:
- Acrylnitril (ABAK), Acrylnitil/Budadien/Styrol (ABS), ABS mit Polycarbonat (ABS+PC), Acrylat-Kautgschuk (ACM), Ethylen-Acrdylesstrer-Kautschuk (AEPCMS), Acrylnitril/Ethylen-PLropylen-Dien/Styrol (AES), Nitroso-Kautschuk (AFMU), Acrylnitrilmetacrylat (AMAK), Acrylnitril/Methylmethacrylat (AMMA), Acrylnitril/Butadien/Acrylat(ANBA), Acrylnitril/Methacrylat) ANMA), Aromatische Polyester (APE), Acrylnitril/chloriertes Polyetrhylen/Sstryrol (APE-CS), Acylnitil/Styrol/Acrylester(ASA), TPE, Basis Aliphatisches Polyurethan(ATPU) Urethan-Kautschuk, Polyester (AU), Benzylcellulose (BC) Butadien-Kautschuk (BR), Cellulosesacetat (CA), Celluloseacetobutyrat (CAB), Celluloseacetopropionat (CAP), Kresol-Formaldehyd (CF), Hydratisierte Cellulose, Zellglas (CSH), Chlorierter PE-Kautschuk (CM), Carboxymethylcellulose (CMC), Cellulosenitrat, Celluloid/CN), Epichlorhydrin-Kautschuk (CO), Cyclopolyolefinpolymere, Topas (COC), Cellulosepropionat (CPL), Chloropren-Kautschuk (CR), Casein-Kunststoffe (CS), Casein-Formaldehyd, Kunsthorn (CSF), Chlorsulfonierter PE(-Kautschuk) (CSM), Cellulosetriacetat (1CTA), Dicyclopentadien(DCP), Ethylen/Methacrylsäure (EAA), EthylenVinylacetat-Kautschuk (EAM), Ethylen/Butylacrylat (EBA), Ethylcellulose (EC), Ethylencopolymer-Bitumen-Blend(ECB), Epicchlorhydrin-Kautschuk(ECD), Ethylen/Chortrifluorethylen (ECTFE), Ethylen/Ethylacrylat (EEA), Polyethylen Ionomere (EIM), Ethylen/Methacrylsäure(EMAK), exo-Metehylenlaton (EML), Ethylidennorbornen (EN), Ethylen-Acrynitril-Kautschuk (ENM), Epoxidierter Naturkautschuk (ENR), Ethylen/Propylen (EP), EpoxidHarze, Polyadditions-Harze (EP), Ethylen/Propylen/(Dien)/-Kautschuke (EP(D)M, Epichlorhydrin-Kautschuk(ETER), Ethylen/Tetrafluorethylen (ETFE), Urethan-Kautschuk, Polyether (EU), Ethylen/Vinylacetat (EVA), Ethylen/Vinylalkohol, EVOH (EVAL), TPE, Basis Ethylen/Vinylacetat+Polyvinylidenchlorid (EVAPVDC), Ethylen/Vinylalkohol, EVAL(EVOH), Tatrafluorethylen/Hexafluorpropylen (FEP), Furan/Formaldehyd (FF), Perfluor-Kautschuk (FFKM), Fluor-Kautrschuk(FKM), Propylen/Tetrafluorethylen-Kautschuk (FPM) Phospazen-Kautschuk mit Fluoralkyl- oder Fluorozyalkyl-gruppen(FZ), Proplenoxid-Kautschuk (GPO), Halogenierter Butyl-Kautschuk (HIIR), Hydrierter NBR-Kautschuk HNBR), höhere alpha-Olefine (HOA), Pyrrone, Plycyclone, Leiterpolymere (HAT-P), Polycyclone, Leiterpolymere(HT-PP), Polytrriazine, Leiterpolymere (HAT-PT), Butryl-Kajutrschuk (CIIR, BIIR) (IIR), Isopren-Kautschuk (IR), Kohlenwasserstoffharz (KWH), Liquid Christal Polymere (LCP), Methylmethacrylat/Acrylnitril/Butadien/Styrol (MABS), Methacrylat/Butadien/Styrol (MBS), Methylcellulose (MC), Melamin/Formaldehyd (MF), Melamin/UFormaldehy+ungesättigter Polyester (MF+UP), Melamin/Phenol-Formaldehyd(MPF), Methyl/Phenyl/Silicon-Kautschuk(MPQ), Methylmethacrylat/exo-Methylenlacton (MMAEML), Melamin/Phenol-Formaldehyd(MPF), Methyl/Silicon-Kautschuk (MQ), alpha-Methylstyrol (MS), Melamin/Harnstoff/-Formaldehyd (MUF) Melamin/HarnstoffZPhenol/Formaldehyd(MVFQ), Polyacrylnitril (PAN), Polybuten-1 (PB), Polybutylacrylat (PBA), Polybenzimidazol, Triazinpoloymer (PBI), Polybismaleinimid (PBMI), Polybutylennaphthalat (PBN), Polyoxadiabenzimidazol (PBO), Polybutylenterephthalat (PBT), Polycarbonat (PC) mit ABS oder AES, ASA, oder PBT oder PE-HD oder PEET oder PMMA oder PS oder PPE oder SB oder HI oder SMA oder TPU oder BPA, oder TMBPA oder TMC, Poly-3,3-bis-chlormethylpropylenoxid (PCPO), Polycyclohexandimethylterephthalat (PCT), Polychlortrifluoretrhylen (PCTFE), Polydiallylphthalat(PDAP), Polydicyclopentadien (PDCPD), Polyethylen (PE), Polyesteramid (PEA), Polyestercarbonat (PEC), Polyetherketon (PEK), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyenthylenoxid (PEOX), Polyethersulfone (PES), Polyesterimid (PESI), Polyethlenterephathalat (PET) mit Elastomer oder mit MBS oder PBT oder PMMA oder Pmma oder PSU, Phenol/Formaldehyd (PF), Phenol/Formaldehyd +Epoxid (PF+EP), PTFE/Perfluoralcylvinylether, Perfluoralkoxy (PFA), Phenol/Formaldehyd/Melamin (PFMF), Polyperfluortrimethyltriazin-Kautschuk PFMT), PTFE-Copolymerisat (PFTEAF), Polyhydroxylalkalin (PHA), Polyhydroxybenzoat (PHBA), Polyimidimid (PI), Polyisobutylen (PIB), Polyimidsulfon (PISO), Aliphatisches Polyketon (PK), Polylactid (PLA), Polymethylacrylat (PMA), Polymethhacrylimid (PMI), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyacrylesterimid (PMMI), Poly-4-methylpenten-1 (PMP), Poly-Alpha-methylstyrol (PMS), Fluor/Phosphazen-Kautschuk (PNF), Polynorbornen-Kautschuk (PNR), Polyolefine, Polyolefin-Derivate und Polyolefin-Copolymerisate (PO), Poly-p-hydroxy-benzoat (POB), Polyoxymethylen (Polyacetalharz, Polyformaldehyd) (POM), POM mit PUR-Elastomer oder Homopolymerisat oder Copolymerisat, Polyphthalat (PP), PP-Carbonat, PP mit Block-Copolymere oder chloriert oder mit Homopolymerisat oder mit Metallocen hergestellt, Polyamid (PPA), Polyphenylenether (PPE), PPE mit PA oder mit PBT oder mit PS, Polydphenyloxidpyrronellithimid U(PPI), Polyparamethylstyrol (PPMS), Polyphenylenoxid (PPO), Polypropylenoxid (PPOX), Poly-p-Phenylen (PPP), Polyphenylensulfid (PPS), Polyphenulensulfon (PPSU), Poly-m-Phenylen/Terephthalamid (PPTA), Polyphenylvinyl (PPV), Polypyrrol (PPY), Polystryrol (PS), PS mitr PC oder PE oder PPE, Polysaccharide (PSAC), Polysulfone (PSU), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polytetrahydrofuran (PTHF), Polybutrylenterephthalat (PTMT), Polyester (PTP), Polytrimethyleterephthalat (PTT), Polyurethan (PUR), Polyvinylacetat (PVAC), Polyvinylalkohol (PVAL), Polyvinylbutyral (PVB), Polyvinylisobutylether (PVBE), Polyvinylchlorid (PVC). Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylformal (PVFM), Polyvinylcarbazol (PVK), Polyvinylmethylether (PVME), Polyvinylcyclohexan (PVZH), Phosphazen/Kautschuk mit Phenoygruppen (PZ), Resorrcin/Formaldehyd (RF), Stryrol/Acrylnitril (SAN), Stryrol/Butadien(SB), Styrol/Butadien/Methylmethacrylat (SBMMA), Styrol/Butadien-Kautschuk (SBR), Styrol/Butadien/Styrol (SBS), Styrol-Ethenbuten/Stryrol (SEBS), Styrol/Ethylen/Propylen/Dien-Kautschuk (SEPDM), Silicon (SI), Styrol/Isopren/Maleinsäureanhydrid (SIMA), Isopren/Styrol-Kautschuk (SIR), Styrol/Isopren/Styrol (SIS), Styrol/Maleinsäureanhydrid(SAM), Styrol/Maleinsäureanhydrid/Butadien(SMAB), Styrol/Methylmethacrylat (SMMA), Stryrol-alpha-Methylstyrol (SMS, Polyester (SP), Thiocarbonyldifluorid-Copolymer-Kautschuk (TCF), TPE mit EPDM+PP oder PBBS+PP, TPE mit PEBBS+PPE oder PEBS+PP oder mit PESST oder PESTRUR oder mit PESTEST oder mit PESTUR oder mit PEUR oder mit SBS+PP, Thermoplastische Elastomere (TPE), Thermoplastische Stärke (TPS), Harnstoff/Formaldehyd (UF), Vinylchlorid (VC), Vinylchlorid/Ethylen(VCE), Vinylchlorid/Maleinsäureanhydrid(VCMA), Vinylester (VE),
- Acrylonitrile (ABAK), acrylonitrile / budadiene / styrene (ABS), ABS with polycarbonate (ABS + PC), acrylate rubber (ACM), ethylene acrylic rubber (AEPCMS), acrylonitrile / ethylene propylene diene / styrene (AES ), Nitroso rubber (AFMU), acrylonitrile methacrylate (AMAK), acrylonitrile / methyl methacrylate (AMMA), acrylonitrile / butadiene / acrylate (ANBA), acrylonitrile / methacrylate) ANMA), aromatic polyester (APE), acrylonitrile / chlorinated polyethylene / sstyrene ( APE-CS), acylnitil / styrene / acrylic ester (ASA), TPE, based on aliphatic polyurethane (ATPU) urethane rubber, polyester (AU), benzyl cellulose (BC) butadiene rubber (BR), cellulose acetate (CA), cellulose acetobutyrate (CAB ), Cellulose acetopropionate (CAP), cresol formaldehyde (CF), hydrated cellulose, cellulose glass (CSH), chlorinated PE rubber (CM), carboxymethyl cellulose (CMC), cellulose nitrate, celluloid / CN), epichlorohydrin rubber (CO), cyclopolyolefin polymers , Topaz (COC), cellulose propionate (CPL), chloroprene rubber (CR), casein plastics (CS), case in-formaldehyde, synthetic horn (CSF), chlorosulfonated PE (rubber) (CSM), cellulose triacetate (1CTA), dicyclopentadiene (DCP), ethylene / methacrylic acid (EAA), ethylene vinyl acetate rubber (EAM), ethylene / butyl acrylate (EBA), Ethyl cellulose (EC), ethylene copolymer bitumen blend (ECB), epicchlorohydrin rubber (ECD), ethylene / chlorotrifluoroethylene (ECTFE), ethylene / ethyl acrylate (EEA), polyethylene ionomers (EIM), ethylene / methacrylic acid (EMAK), exo- Methylene platinum (EML), ethylidene norbornene (EN), ethylene acrynitrile rubber (ENM), epoxidized natural rubber (ENR), ethylene / propylene (EP), epoxy resins, polyaddition resins (EP), ethylene / propylene / (diene) / - Rubbers (EP (D) M, epichlorohydrin rubber (ETER), ethylene / tetrafluoroethylene (ETFE), urethane rubber, polyether (EU), ethylene / vinyl acetate (EVA), ethylene / vinyl alcohol, EVOH (EVAL), TPE, base Ethylene / vinyl acetate + polyvinylidene chloride (EVAPVDC), ethylene / vinyl alcohol, EVAL (EVOH), tatrafluoroethylene / hexafluoropropylene (FEP), furan / formaldehyde (FF), perfluoro chewing chuk (FFKM), fluorine rubber (FKM), propylene / tetrafluoroethylene rubber (FPM), phosphazene rubber with fluoroalkyl or fluorozyalkyl groups (FZ), propylene oxide rubber (GPO), halogenated butyl rubber (HIIR), hydrogenated NBR rubber HNBR), higher alpha olefins (HOA), pyrrons, plycyclones, ladder polymers (HAT-P), polycyclones, ladder polymers (HT-PP), polytriazines, ladder polymers (HAT-PT), butryl kajutrschuk (CIIR, BIIR ) (IIR), isoprene rubber (IR), hydrocarbon resin (KWH), liquid crystal polymers (LCP), methyl methacrylate / acrylonitrile / butadiene / styrene (MABS), methacrylate / butadiene / styrene (MBS), methyl cellulose (MC), melamine / Formaldehyde (MF), melamine / UFormaldehyde + unsaturated polyester (MF + UP), melamine / phenol-formaldehyde (MPF), methyl / phenyl / silicone rubber (MPQ), methyl methacrylate / exo-methylene lactone (MMAEML), melamine / phenol -Formaldehyde (MPF), methyl / silicone rubber (MQ), alpha-methylstyrene (MS), melamine / urea / -formaldehyde (MUF) melamine / ureaZphenol / formaldehyde (MVFQ), Pol yacrylonitrile (PAN), polybutene-1 (PB), polybutyl acrylate (PBA), polybenzimidazole, triazine polymer (PBI), polybismaleimide (PBMI), polybutylene naphthalate (PBN), polyoxadiabenzimidazole (PBO), polybutylene terephthalate (PBT), with polycarbonate or AES, ASA, or PBT or PE-HD or PEET or PMMA or PS or PPE or SB or HI or SMA or TPU or BPA, or TMBPA or TMC, poly-3,3-bis-chloromethylpropylene oxide (PCPO), polycyclohexane dimethyl terephthalate ( PCT), polychlorotrifluoroetrhylene (PCTFE), polydiallyl phthalate (PDAP), polydicyclopentadiene (PDCPD), polyethylene (PE), polyester amide (PEA), polyester carbonate (PEC), polyether ketone (PEK), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene oxide (PEOX), PES), polyesterimide (PESI), polyethylene terephthalate (PET) with elastomer or with MBS or PBT or PMMA or Pmma or PSU, phenol / formaldehyde (PF), phenol / formaldehyde + epoxy (PF + EP), PTFE / perfluoroalcyl vinyl ether, perfluoroalkoxy ( PFA), phenol / formaldehyde / melamine (PFMF), polyperfl uortrimethyltriazine rubber PFMT), PTFE copolymer (PFTEAF), polyhydroxylalkaline (PHA), polyhydroxybenzoate (PHBA), polyimidide (PI), polyisobutylene (PIB), polyimide sulfone (PISO), aliphatic polyacrylate (PK), polylactide (PLAyl acrylate) (PMA), polymethacrylimide (PMI), polymethyl methacrylate (PMMA), polyacrylesterimide (PMMI), poly-4-methylpentene-1 (PMP), poly-alpha-methylstyrene (PMS), fluorine / phosphazene rubber (PNF), polynorbornene Rubber (PNR), polyolefins, polyolefin derivatives and polyolefin copolymers (PO), poly-p-hydroxy-benzoate (POB), polyoxymethylene (polyacetal resin, polyformaldehyde) (POM), POM with PUR elastomer or homopolymer or copolymer, polyphthalate (PP), PP carbonate, PP with block copolymers or chlorinated or made with homopolymer or with metallocene, polyamide (PPA), polyphenylene ether (PPE), PPE with PA or with PBT or with PS, polydphenyloxidepyrronellithimide U (PPI), Polyparamethylstyrene (PPMS), polyphenylene oxide (PPO), polypropylene oxide (PPOX), poly-p-phenylene (PPP), polyphenylene sulphide (PPS), polyphenulene sulphone (PPSU), poly-m-phenylene / terephthalamide (PPTA), polyphenylvinyl (PPV), Polypyrrole (PPY), polystyrene (PS), PS with PC or PE or PPE, polysaccharides (PSAC), polysulfones (PSU), polytetrafluoroethylene (PTFE), polytetrahydrofuran (PTHF), polybutryl terephthalate (PTMT), polyester (PTP), polytrimethyl terephthalate ( PTT), polyurethane (PUR), polyvinyl acetate (PVAC), polyvinyl alcohol (PVAL), polyvinyl butyral (PVB), polyvinyl isobutyl ether (PVBE), polyvinyl chloride (PVC). Polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), polyvinyl formal (PVFM), polyvinyl carbazole (PVK), polyvinyl methyl ether (PVME), polyvinyl cyclohexane (PVZH), phosphazene / rubber with phenoxy groups (RF), resorrcinol / formaldehyde , Styrene / acrylonitrile (SAN), styrene / butadiene (SB), styrene / butadiene / methyl methacrylate (SBMMA), styrene / butadiene rubber (SBR), styrene / butadiene / styrene (SBS), styrene-ethenebutene / styrene (SEBS) , Styrene / ethylene / propylene / diene rubber (SEPDM), silicone (SI), styrene / isoprene / maleic anhydride (SIMA), isoprene / styrene rubber (SIR), styrene / isoprene / styrene (SIS), styrene / maleic anhydride ( SAM), styrene / maleic anhydride / butadiene (SMAB), styrene / methyl methacrylate (SMMA), styrene-alpha-methylstyrene (SMS, polyester (SP), thiocarbonyl difluoride copolymer rubber (TCF), TPE with EPDM + PP or PBBS + PP , TPE with PEBBS + PPE or PEBS + PP or with PESST or PESTRUR or with PESTEST or with PESTUR or with PEUR or with SBS + PP, Thermoplastic Elastom ere (TPE), thermoplastic starch (TPS), urea / formaldehyde (UF), vinyl chloride (VC), vinyl chloride / ethylene (VCE), vinyl chloride / maleic anhydride (VCMA), vinyl ester (VE),
Zu obigen gehören Polyolefine, Polypropylene, S/MSA, MSA-g-PP, ABS, SAN, Polystyrol, Polycarbonat, Polyester, Polyamide, Polyacrylate, PEK, PEEK, Polphenylendoxiden, Celluloseester, Polyalkylmethacrylate, BiolactateThe above include polyolefins, polypropylenes, S / MSA, MSA-g-PP, ABS, SAN, polystyrene, polycarbonate, polyesters, polyamides, polyacrylates, PEK, PEEK, polphenylene endoxides, cellulose esters, polyalkyl methacrylates, biolactates
Die vorstehenden Stoffe können auch in Mischungen oder Verbindungen miteinander und mit anderen Stoffen vorkommen. Oder es kommen Derivate von vorstehenden Stoffen allein oder in Mischungen mit anderen Stoffen vor. Andere Stoffe können auch Armierungen/Verstärkungsstoffe wie bspw. Glasfasern,
- oder Gleitmittel
- oder auch Füllstoffe, zum Beispiel Glaskugeln,
- oder auch Addive, zum Beispiel Wachse, Salze, Nukleierungsmittel, Stabilisatoren, Farbmittel, Polyetherglykole und deren Derivate
- oder Modifikatoren sein.
- or lubricant
- or fillers, for example glass spheres,
- or also additives, for example waxes, salts, nucleating agents, stabilizers, colorants, polyether glycols and their derivatives
- or be modifiers.
Die gewählten Stoffe können auch
- -Wirkungen verstärken
- -zusätzliche Wirkungen entfalten, zum Beispiel die Warmfestigkeit oder die Verschleißfestigkeit erhöhen oder die Säurefestigkeit erhöhen oder UV-Beständigkeit oder die Festigkeit oder die Nachgiebigkeit erhöhen oder eine Vernetzung der Moleküle bewirken oder eine Reaktion der Polymere bewirken oder eine Verfärbung der Polymere bewirken oder die Farbbeständigkeit der Polymere erhöhen oder den Schmelzpunkt verändern oder die Dispergierung und Homogenisierung erleichtern oder zu einer Schaumbildung führen oder die Schaumbildung erleichtern oder das Extrudieren erleichtern oder die Reibungswerte verändern
- -Füllstoffe sein
- -Enhance effects
- - develop additional effects, for example increase the heat resistance or the wear resistance or increase the acid resistance or UV resistance or increase the strength or resilience or cause a crosslinking of the molecules or cause a reaction of the polymers or cause a discoloration of the polymers or the color fastness of the Polymers increase or change the melting point or facilitate dispersion and homogenization or lead to foam formation or facilitate foam formation or facilitate extrusion or change the coefficients of friction
- -Be fillers
Die Extruder können beim Extrudieren verschiedene Aufgaben erfüllen. Zu den Aufgaben gehören beispielsweise
- -die Mischung mit anderen Stoffen
- -the mixture with other substances
Die Mischungsbestandteile können organische und/oder anorganische Stoffe, auch Kunststoffe sein. Kunststoffe werden üblicherweise mit diversen Zuschlägen abgemischt. Auch Treibmittel können dem Kunststoff zur Erzeugung eines geschäumten Kunststoffes zugemischt werden.
und/oder
- -die Reaktion mit anderen Stoffen und/oder
- -die Umformung der Stoffe.
and or
- - the reaction with other substances and / or
- -the transformation of the substances.
Dabei kann die Umformung in einem oder mehreren Schritten erfolgen. Die Umformung in einem einzigen Schritt/Stufe kann zum Beispiel der Form erfolgen, dass Schmelze im Extruder erzeugt und die Schmelze unter gleichzeitiger Verfestigung in eine bestimmte Form gebracht wird. Das kann zur Erzeugung eines Profilstranges führen. Das Profil kann unterschiedliche Querschnitte aufweisen. Dazu gehören sowohl offene Querschnitte, als auch geschlossene Querschnitte, als auch volle Profile, als auch Hohlprofile. Zu den vollen Querschnitten gehören eckige und/oder gerundete Querschnitte. Zu den Querschnitten gehören sowohl dicke als auch dünne Querschnitte, auch extrem dünne Querschnitte in Form von Folien, auch in Form von Flachfolien, auch in Form von gewölbten Folien.The reshaping can take place in one or more steps. The shaping in a single step / stage can take place, for example, in the form that melt is generated in the extruder and the melt is brought into a certain shape with simultaneous solidification. This can lead to the creation of a profile strand. The profile can have different cross-sections. This includes both open cross-sections and closed cross-sections, as well as full profiles and hollow profiles. The full cross-sections include angular and / or rounded cross-sections. The cross-sections include both thick and thin cross-sections, as well as extremely thin cross-sections in the form of foils, also in the form of flat foils, and also in the form of curved foils.
Von einer einstufigen Umformung wird in obigem Sinne auch dann noch gesprochen, wenn der Profilstrang nach seinem Entstehen noch bearbeitet wird. Die Bearbeitung kann spanabhebend oder nicht spanabhebend erfolgen. Die spanabhebende Bearbeitung erfolgt mit geeigneten Werkzeugen. Eine nicht spanabhebende Verformung erfolgt zum Beispiel mittels Walzen.In the above sense, one-step forming is also used when the profile strand is still being processed after it has been created. The machining can be done by cutting or non-cutting. The machining is carried out with suitable tools. A non-cutting deformation takes place, for example, by means of rollers.
Von einer mehrstufigen Umformung wird gesprochen, wenn zunächst ein Zwischenprodukt erzeugt wird und aus dem Zwischenprodukt ein Endprodukt erzeugt wird. Das ist dann der Fall, wenn zum Beispiel erst ein Granulat hergestellt wird und das Granulat in einem Formteilautomaten zu einem gewünschten Formteil verschweißt wird.A multi-stage forming process is used when an intermediate product is first produced and an end product is produced from the intermediate product. This is the case when, for example, a granulate is first produced and the granulate is welded into a desired molded part in an automatic molding machine.
Für die Extrusion finden neben den Polymeren noch diverse andere Materialien Verwendung. Dazu gehören Füllstoffe, Farbstoffe, Weichmacher, Stabilisatoren und andere Zusatz- und Hilfsstoffe bzw. Additive. Alle Stoffe werden im Folgenden als Einsatzstoffe bezeichnet. Die Einsatzstoffe kommen in fester Form oder in flüssiger Form vor.In addition to polymers, various other materials are used for extrusion. These include fillers, dyes, plasticizers, stabilizers and other additives and auxiliaries. All substances are referred to below as input substances. The starting materials come in solid form or in liquid form.
In der Regel werden dabei Feststoffe durch mechanische Verformung und Erwärmung verflüssigt. Es können auch Feststoffe mit Flüssigkeiten zusammen gebracht werden. Es können auch Flüssigkeiten und/oder feste Bestandteile miteinander vermischt werden.As a rule, solids are liquefied by mechanical deformation and heating. Solids can also be brought together with liquids. Liquids and / or solid constituents can also be mixed with one another.
Sogar feste Partikel können im Extruder verarbeitet werden. Die Einsatzstoffe werden vorzugsweise in einem dafür bestimmten Abschnitt dem Füllteil zugeführt. Dem folgt die Bearbeitung der Einsatzstoffe unter mechanischer Verformung. Durch die Verformung erwärmen sich die Einsatzstoffe. Dabei ist in der Regel eine bestimmte Temperatur im Extruder einzuhalten. Damit sich die gewünschte Temperatur schnell einstellt kann der Extruder an der betreffenden Stelle beheizt werden. Die bei der Verformung anfallende unerwünschte Wärme wird durch Kühlung abgeführt.Even solid particles can be processed in the extruder. The starting materials are preferably fed to the filling part in a section intended for this purpose. This is followed by the processing of the input materials with mechanical deformation. The deformation heats up the input materials. As a rule, a certain temperature must be maintained in the extruder. The extruder can be heated at the relevant point so that the desired temperature is set quickly. The unwanted heat generated during the deformation is dissipated by cooling.
Zur Beheizung und Kühlung ist bekannt, das Gehäuse der Extruder mit Heizmittel oder Kühlmittel zu durchströmen. Je nach Bauart haben die Extruder unterschiedliche Kühleigenschaften/Beheizungseigenschaften.For heating and cooling, it is known to flow through the housing of the extruder with heating medium or coolant. Depending on the design, the extruders have different cooling / heating properties.
Bei den Extrudern werden folgende Hauptgruppen unterschieden:
- Einschneckenextruder, Doppelschneckenextruder, Planetwalzenextruder.
- Single screw extruder, twin screw extruder, planetary roller extruder.
Einschneckenextruder bestehen aus einer umlaufenden Schnecke und einem umgebenden Gehäuse. Mit Einschnecken lässt sich ein hoher Druckaufbau und eine große Förderwirkung erzielen. Jedoch ist die Homogenisierung und Dispergierung im Einschneckenextruder schwach. Gleichwohl sind Einschneckenextruder immer noch die meistbenutzten Extruder, auch zum Umformen, das heißt, zum Aufschmelzen von Kunststoff und einer anschließenden Formgebung der Schmelze bei gleichzeitiger Verfestigung.Single screw extruders consist of a revolving screw and a surrounding housing. A high pressure build-up and a large conveying effect can be achieved with single screws. However, the homogenization and dispersion in the single screw extruder is poor. Nevertheless, single-screw extruders are still the most widely used extruders, also for reshaping, that is, for melting plastic and then shaping the melt with simultaneous solidification.
Doppelschneckenextruder bestehen aus zwei parallel zueinander und miteinander kämmenden Schnecken und einem umgebenden Gehäuse. Mit Doppelschnecken lässt sich gleichfalls ein hoher Druckaufbau und eine hohe Förderwirkung erzielen. Die Mischwirkung des Doppelschneckenextruders ist um Vieles größer als bei einem Einschneckenextruder, Jedoch erfahren Polymere aufgrund der mechanischen Belastung im Doppelschneckenextruder eine mehr oder weniger große Veränderung ihrer Molekülketten. Es gibt Anwendungen, bei denen das dahinstehen kann. Für andere Anwendungen ist die Erhaltung der Molekülketten wichtig.Twin screw extruders consist of two parallel and intermeshing screws and a surrounding housing. A high pressure build-up and a high conveying effect can also be achieved with twin screws. The mixing effect of the twin-screw extruder is much greater than that of a single-screw extruder. However, due to the mechanical stress in the twin-screw extruder, polymers experience a more or less large change in their molecular chains. There are applications where that can be left behind. For other applications, the preservation of the molecular chains is important.
Dann bietet sich der Planetwalzenextruder an. Planetschneckenextruder bestehen aus mehr Teilen, nämlich einer umlaufenden Zentralspindel, einem die Zentralspindel im Abstand umgebenden Gehäuse mit einer Innenverzahnung und Planetspindeln, welche in dem Hohlraum zwischen Zentralspindel und innen verzahntem Gehäuse wie Planeten um die Zentralspindel umlaufen. Soweit im Folgenden von einer Innenverzahnung des Gehäuses gesprochen wird, so schließt das auch ein mehrteiliges Gehäuse mit einer im Gehäuse sitzenden Buchse ein, welche die Innenverzahnung des Gehäuses bildet. Im Planetwalzenextruder kämmen die Planetspindeln sowohl mit der Zentralspindel als auch mit dem innen verzahnten Gehäuse.Then the planetary roller extruder is ideal. Planetary screw extruders consist of more parts, namely a revolving central spindle, a housing surrounding the central spindle at a distance with internal teeth and planetary spindles, which in the cavity between the central spindle and the internally toothed housing revolve around the central spindle like planets. Insofar as internal teeth of the housing are mentioned below, this also includes a multi-part housing with one in the housing seated socket, which forms the internal teeth of the housing. In the planetary roller extruder, the planetary spindles mesh with both the central spindle and the internally toothed housing.
Zugleich gleiten die Planetspindeln mit dem in Förderrichtung weisenden Ende an einem Anlaufring.At the same time, the planetary spindles slide with the end pointing in the conveying direction on a stop ring.
Die Planetwalzenextruder besitzen im Vergleich zu allen anderen Extruderbauarten eine extrem gute Mischwirkung, jedoch eine geringere Förderwirkung.The planetary roller extruders have an extremely good mixing effect compared to all other types of extruder, but a lower conveying effect.
Planetwalzenextruder sind insbesondere in folgenden Druckschriften beschrieben:
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DE202016101935 DE 19939075A1 DE19653790A DE 19638094A1 DE 19548136A1 DE1954214A DE3908415A DE19939077A EP1078968A1 EP1067352A EP854178A1 JP3017176 JP11080690 JP9326731 JP11-216754 JP11-216764 JP10-235713 WO2007/0874465A2 WO2004/101627A1 WO2004/101626A1 WO 2004/037941A2 EP1056584 PCT/EP9900968 WO 94/11175 US6780271B1 US7476416
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DE202016101935 DE 19939075A1 DE19653790A DE 19638094A1 DE 19548136A1 DE1954214A DE3908415A DE19939077A EP1078968A1 EP1067352A EP854178A1 JP3017176 JP11080690 JP9326731 JP11-216754 JP11-216764 JP10-235713 WO2007 / 0874465A2 WO2004 / 101627A1 WO2004 / 101626A1 WO 2004 / 037941A2 EP1056584 PCT / EP9900968 WO 94/11175 US6780271B1 US7476416
Von Planetwalzenextruderabschnitten/Modulen wird dann gesprochen, wenn ein Extruder sich aus mehreren Abschnitten/Modulen zusammensetzt. Die Bezeichnung Abschnitt impliziert eine Länge, welche der betreffenden Bearbeitungsstrecke im Extruder angepasst ist. Die Bezeichnung Modul weist dagegen auf einheitliche Längen hin. Zumeist erfolgen in den Abschnitten/Modulen unterschiedliche Verarbeitungsschritte.Planetary roller extruder sections / modules are used when an extruder is made up of several sections / modules. The term section implies a length that is adapted to the relevant processing line in the extruder. The term module, on the other hand, indicates uniform lengths. In most cases, different processing steps take place in the sections / modules.
Der abschnittsweise/modulweise Aufbau eines Extruders ist auch bei Extrudern in Einschneckenbauweise und bei Extrudern in Doppelschneckenextruderbauweise bekannt. Insbesondere die Planetwalzenextruderabschnitte/Module und die Einschneckenextruderabschnitte/Module lassen sich gut miteinander kombinieren. Dabei kann sich die Schnecke eines Einschneckenextruderabschnitts/Moduls als Zentralspindel in einen Planetwalzenextruderabschnitt/Modul fortsetzen.The sectional / modular structure of an extruder is also known for extruders in single-screw design and for extruders in twin-screw extruder design. In particular, the planetary roller extruder sections / modules and the single-screw extruder sections / modules can be easily combined with one another. The screw of a single-screw extruder section / module can continue as a central spindle into a planetary roller extruder section / module.
Das ist seit Jahren bekannt und hat sich als extrem vorteilhaft erwiesen. Insbesondere werden Planetwalzenextruderabschnitte/Module mit einem als Einschneckenextruderabschnitt/Modul ausgebildeten Füllteil kombiniert. Über das Füllteil werden die Einsatzmaterialien für die Extrusion aus einem Fülltrichter abgenommen und in die nachgeordneten Planetwalzenextruderabschnitte/Module gedrückt um dort bearbeitet zu werden, vgl. die Zeitschrift Kunststoffe, „Dynamisches Mischteil für Extruder auf der Basis des Planetwalzensystems“, 1983, Seite
Der in dieser Druckschrift veröffentlichte Planetwalzenextruderabschnitt/Modul ist ohne Kühlung dargestellt. Jedoch war die Kühlung schon seinerzeit üblich. The planetary roller extruder section / module published in this publication is shown without cooling. However, cooling was already common at the time.
Die Kühlung ist in den Folgejahren immer weiter entwickelt worden. Das betrifft insbesondere die innen verzahnte Buchse im Gehäuse. Die Buchse ist außen mit Kanälen versehen, die mit der Montage der Buchse im Gehäuse geschlossen werden. Durch die Kanäle strömt im Betriebsfall ein Kühlmittel. Je dünner die Buchse ausgeführt werden kann, desto besser ist die Wärmeübertragung aus dem Extruder in das Kühlmittel. Durch die verbesserte Kühlung lassen sich zwischenzeitlich immer mehr Prozesse beherrschen, bei denen es zunehmend auf die Genauigkeit der Temperaturführung und/oder auf die pro Zeiteinheit übertragene Wärmemenge ankommt. Für die Beherrschung chemischer Prozesse/Reaktionen wie auch für Bei jeder Neuanlage, bei der es auf die Genauigkeit der Temperaturführung und/oder auf die pro Zeiteinheit übertragene Wärmemenge ankommt, muss über den Einsatz eines Planetwalzenextruderabschnitts/Moduls nachgedacht werden. Leider setzen sich einige Fachleute immer wieder über diese Problematik hinweg. Das wird darauf zurück geführt, dass manche Hersteller keine Planetwalzenextruderabschnitte/Module in Ihrem Programm haben und fürchten, das Projekt zu verlieren.The cooling has been further developed in the following years. This applies in particular to the internally toothed socket in the housing. The socket is provided with channels on the outside, which are closed when the socket is installed in the housing. A coolant flows through the channels during operation. The thinner the bushing, the better the heat transfer from the extruder into the coolant. Thanks to the improved cooling, more and more processes can now be mastered in which the accuracy of the temperature control and / or the amount of heat transferred per unit of time are increasingly important. For the control of chemical processes / reactions as well as for every new system where the accuracy of the temperature control and / or the amount of heat transferred per unit of time is important, the use of a planetary roller extruder section / module must be considered. Unfortunately, some experts disregard this problem again and again. This is attributed to the fact that some manufacturers do not have planetary roller extruder sections / modules in their program and are afraid of losing the project.
Ein andere bevorzugte Einsatzstelle des Planetwalzenextruderabschnitt/Moduls ist das Herunterkühlen einer aufbereiteten Schmelze vor dem Austritt aus dem Extruder, insbesondere vor dem Austritt durch eine Düse des Extruders. In der Regel ist die Prozesstemperatur im Extruder deutlich höher als die Austrittstemperatur. Die Kühlung ist insbesondere dann geboten, wenn die Düse eine Formgebung bewirken soll. Für die Formgebung ist es von Vorteil, wenn die Schmelzetemperatur möglichst dicht an der Temperaturgrenze liegt, an der noch ein problemloser Austritt durch die Düse möglich ist. Das ist umso schwieriger, je komplizierter die Düsenform ist, die dem Querschnitt des herzustellenden Profils entsprechen muss. Komplizierte Stellen an einer Düse sind insbesondere an Ecken und an Auswölbungen gegeben. Aber auch Breitschlitzdüsen sind kompliziert. Hier ist die gleichmäßige Verteilung der Schmelze in gleicher Beschaffenheit über die Länge der Düse ein Problem. Bei einer Breitschlitzdüse mit zentralem(mittigem) Anschluss des Extruders ist der Schmelzeweg von der Extrudermitte zur Düsenmitte der kürzeste Weg. Der Schmelzeweg zu den äußersten Enden der Breitschlitzdüse ist der längste Weg. Hierzu ist bekannt,
- -zwischen Extruder und Düse besondere Maßnahmen zur Verteilung der Schmelze zu treffen. Dazu eignen sich eine Schmelzepumpe und/oder Lenkungsmittel, die verhindern, dass die Schmelze einfach den Weg des geringsten Widerstandes nimmt.
- -mehrere Extruder über der Breite (Länge des Düsenschlitzes) der Düse anzuordnen, so dass die Wege der Schmelze entsprechend verkürzt werden.
- - to take special measures to distribute the melt between the extruder and the nozzle. A melt pump and / or steering means that prevent the melt simply taking the path of least resistance are suitable for this purpose.
- -to arrange several extruders across the width (length of the nozzle slot) of the nozzle, so that the paths of the melt are shortened accordingly.
Ähnliche Probleme können sich ergeben, wenn der Profilquerschnitt unterschiedliche Dicken aufweist, insbesondere wenn sich dabei wesentliche Dickenvergrößerungen ergeben und entsprechend viel Material fließen muss, um die Querschnittsverdickung auszufüllen. Auch hier hilft ein zusätzlicher Extruder, der die notwendige Schmelzemenge zur Verfügung stellt.Similar problems can arise if the profile cross-section has different thicknesses, in particular if there are significant increases in thickness and a correspondingly large amount of material has to flow in order to fill the cross-sectional thickening. An additional extruder, which provides the necessary amount of melt, also helps here.
Ähnliche Probleme können sich an Düsen für Hohlprofile ergeben. Die häufigsten Hohlprofile sind Schläuche. Zur Herstellung der Schläuche ist eine Düse mit ringförmiger Düsenöffnung vorgesehen. Dazu besitzt die Düse einen Außenring und einen darin (in der Regel mittig) angeordneten Dorn oder Kegel. Zwischen dem Dorn/Kegel und dem umgebenden Außenring besteht ein Abstand, der die Öffnungsweite der Düse bestimmt. In der Abwicklung der Düsenöffnung und einem Vergleich mit der Breitschlitzdüse wird erkennbar, dass bei einer einzigen Schmelzezuführung ähnliche Wegprobleme wie an der Breitschlitzdüse entstehen. Dem kann in der gleichen Weise wie an der Breitschlitzdüse abgeholfen werden.Similar problems can arise with nozzles for hollow profiles. The most common hollow profiles are hoses. A nozzle with an annular nozzle opening is provided for the production of the hoses. For this purpose, the nozzle has an outer ring and a mandrel or cone arranged in it (usually in the middle). There is a gap between the mandrel / cone and the surrounding outer ring, which determines the opening width of the nozzle. In the development of the nozzle opening and a comparison with the slot nozzle, it can be seen that with a single melt feed similar path problems arise as with the slot nozzle. This can be remedied in the same way as with the slot nozzle.
Auch, wenn verschiedene Lösungen zum Ausgleich der sich aus den unterschiedlichen Weglängen bei der Folienherstellung, Schlauchherstellung usw. ergebenden Probleme zur Verfügung stehen. Ein Problem bleibt bei allen Lösungen. Das ist die Temperierung. Deshalb sollte es für den verständigen Fachmann auch ein Muss sein, am Extruderende eines Einschneckenextruders oder Doppelschneckenextruders über die Anwendung eines Planetwalzenextruderabschnitts/Moduls zum Kühlen der Schmelze nachzudenken. Das gilt umsomehr, als der
- Die Herstellung der Filme bzw. Folien kann durch alle technisch gängigen Herstellungsverfahren erfolgen, z.B. als Gießfolie, Blasfolie, Castfolie, durch (co)extrusion, durch Kalandrieren usw....
- Bei den für den Aufschmelz- bzw. Mischprozess verwendeten Extrudern kann es sich sowohl um Einschneckenextruder als auch um Zweischneckenextruder (sowohl gleich- als auch gegenlaufend) oder Mehrwellenextruder (z.B. mit Zentralspindel) handeln.
- The production of the films or foils can be carried out by all technically common manufacturing processes, e.g. as cast film, blown film, cast film, by (co) extrusion, by calendering, etc ...
- The extruders used for the melting or mixing process can be single-screw extruders as well as twin-screw extruders (both co-rotating and counter-rotating) or multi-screw extruders (eg with a central spindle).
Mehrwellenextruder ist eine selten benutzte Bezeichnung für Planetwalzenextruder. In Verbindung mit „Zentralspindel“ beinhaltet das für einen Fachmann eindeutig einen Hinweis auf Planetwalzenextruder.Multi-screw extruder is a seldom used term for planetary roller extruder. In connection with “central spindle”, this clearly includes a reference to planetary roller extruders for a specialist.
Soweit den Fachleuten bei der Überlegung zu den Planetwalzenextruderabschnitten/Modulen Bedenken kommen, dass der Planetwalzenextruderabschnitt/Modul der Schmelze einen zu geringen Druck gibt, ist das für die oben in der Zeitschrift Kunststoffe von 1983, S. 343, beschriebene Kombination mit einem Einschneckenextruderabschnitt/Modul unwesentlich, weil der Einschneckenextruderabschnitt/Modul so viel Druck entwickelt, dass er den in Extrusionsrichtung nachgeschalteten Planetwalzenextruderabschnitt/Modul überfährt. Das heißt, der Druck des Einschneckenextruderabschnitts/Moduls setzt sich bis über den Planetwalzenextruderabschnitt/Modul hinaus in die Düse fort. Alternativ oder zusätzlich können dem Planetwalzenextruderabschnitt/Modul noch eine oder mehrere Schmelzepumpen in Extrusionsrichtung nachgeschaltet werden, Die Schmelzepumpen können den Schmelzedruck an beliebiger Stelle auf ein gewünschtes Niveau anheben.As far as the experts, when considering the planetary roller extruder sections / modules, have concerns that the planetary roller extruder section / module gives the melt too little pressure, this is the combination with a single-screw extruder section / module described above in the magazine Kunststoffe from 1983, p. 343 insignificant because the single screw extruder section / module develops so much pressure that it passes over the planetary roller extruder section / module connected downstream in the extrusion direction. This means that the pressure of the single screw extruder section / module continues into the nozzle beyond the planetary roller extruder section / module. Alternatively or additionally, one or more melt pumps can be connected downstream of the planetary roller extruder section / module in the extrusion direction. The melt pumps can raise the melt pressure at any point to a desired level.
Der abschnittsweise/modulweise Aufbau des Extruders gibt die Möglichkeit, zwischen den Abschnitten/Modulen Messeinrichtungen und/oder Entgasungsleitungen oder Zuleitung für flüssige Medien anzuordnen. Flüssige Medien können zum Beispiel sein: Treibmittel oder andere schmelzflüssige Mischungsanteile.
Dabei hat es sich bewährt, diese Flüssigkeiten über Injektionsringe in die Anlage einzuspritzen. Die Ringe können zugleich die Halterung für Messeinrichtungen bilden.The section / module structure of the extruder enables measuring devices and / or degassing lines or supply lines for liquid media to be arranged between the sections / modules. Liquid media can be, for example: propellants or other molten mixture components.
It has proven useful to inject these liquids into the system via injection rings. The rings can also form the holder for measuring devices.
Es ist auch bekannt, Schmelze über einen Seitenarmextruder oder eine Pumpe durch das Gehäuse hindurch in einen Extruderabschnitt/Modul einzutragen.It is also known to introduce melt via a side arm extruder or a pump through the housing into an extruder section / module.
Wegen der Einzelheiten und Variationen bekannter Planetwalzenextruder bzw. Abschnitten/Modulen wird Bezug genommen auf folgende Druckschriften:
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DE 102005007952A1 DE102004061068A1 DE102004038875A1 DE102004048794A1 DE102004048773A1 DE102004048440A1 DE102004046228A1 DE102004044086A1 DE102004044085A1 DE102004038774A1 DE102004034039A1 DE102004032694A1 DE102004026799B4 DE102004023085A1 DE102004004230A1 DE102004002159A1 DE19962886A1 DE19962883A1 DE19962859A1 DE19960494A1 DE19958398A1 DE19956803A1 DE19956802A1 DE19953796A1 DE19953793A1
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DE 102005007952A1 DE102004061068A1 DE102004038875A1 DE102004048794A1 DE102004048773A1 DE102004048440A1 DE102004046228A1 DE102004044086A1 DE102004044085A1 DE102004038774A1 DE102004034039A1 DE102004032694A1 DE102004026799B4 DE102004023085A1 DE102004004230A1 DE102004002159A1 DE19962886A1 DE19962883A1 DE19962859A1 DE19960494A1 DE19958398A1 DE19956803A1 DE19956802A1 DE19953796A1 DE19953793A1
Bei den Extrudern können zum Beispiel vorkommen: Füllzone, Aufschmelzzone, Mischzone/Dispergierzone/Homogenisierungszone und Austragzone. Die Austragzone kann umfassen, das Kühlen und Austragen. Kühlen und Austragen können jedoch auch als getrennte Zonen angesehen werden. Es kommen auch noch weitere Zonen vor.In the case of the extruders, for example, the following can occur: filling zone, melting zone, mixing zone / dispersing zone / homogenizing zone and discharge zone. The discharge zone can include cooling and discharge. However, cooling and discharge can also be viewed as separate zones. There are also other zones.
Aus der
Der Modul zum Eintragen des Einsatzmaterials kann als Füllteil bezeichnet werden. Das Füllteil besitzt die Bauart eines Einschneckenextruders . Die in seinem Gehäuse vorgesehene Schnecke ist vorzugsweise einteilig mit der Zentralspindel der nachgeordneten, in Planetwalzenextruderbauweise ausgeführten Modulen.The module for introducing the feed material can be referred to as a filling part. The filling part has the design of a single screw extruder. The screw provided in its housing is preferably in one piece with the central spindle of the downstream modules designed in planetary roller extruder design.
Aus der
Aus der
Beim Austragen der Schmelze finden in ganz vielen Fällen Düsen Anwendung, mit denen die austretende Schmelze in eine bestimmte Form gebracht werden soll. Die gewünschte Form hält die Schmelze nach dem Austritt aus der Düse nur, wenn sie unmittelbar nach dem Austritt aus der Düse eine gewisse Festigkeit hat, die mit fortschreitender Abkühlung der Schmelze zunimmt. Diese gewünschte Formbeständigkeit ist temperaturabhängig. Bei einer höheren Verarbeitungstemperatur der Schmelze im Extruder ist eine Kühlung der Schmelze bis zum Austritt aus der Düse vorgesehen.
Die Kühlung vor dem Austritt der Schmelze aus dem Extruder kann auch aus anderen Gründen als der Formgebung erforderlich sein. Zum Beispiel, wenn für die Verarbeitung in einer nachgeordneten Anlage, eine niedrigere Temperatur erforderlich ist.When discharging the melt, nozzles are used in many cases, with which the emerging melt is to be brought into a certain shape. The melt holds the desired shape after exiting the nozzle only if it has a certain strength immediately after exiting the nozzle, which increases as the melt cools down. This desired dimensional stability is temperature-dependent. If the processing temperature of the melt in the extruder is higher, the melt is cooled until it exits the nozzle.
The cooling before the melt exits the extruder can also be necessary for reasons other than shaping. For example, if a lower temperature is required for processing in a downstream plant.
Mit dem älteren Vorschlag nach der
Dabei geht der ältere Vorschlag von der Erkenntnis aus, dass die Kühlung im Extruder von dessen Bauweise abhängt. Planetwalzenextruder zeigen eine bessere Kühlwirkung als Einschneckenextruder und Doppelschneckenextruder. Das resultiert daraus, dass die Schmelze im Planetwalzenextruder sehr viel häufiger als in anderen Extruderbauarten mit der Kühlfläche in Berührung gebracht wird, anschließend von den Kühlflächen wieder abgeschoben, vermischt und wieder mit den Kühlflächen in Berührung gebracht wird. Nach dem älteren Vorschlag sind deshalb Kühlmodule/Abschnitte in Planetwalzenextruderbauweise dort vorgesehen, wo eine Kühlung zur wesentlichen Reduzierung der Schmelzetemperatur erforderlich ist.The older proposal is based on the knowledge that the cooling in the extruder depends on its construction. Planetary roller extruders show a better cooling effect than single-screw extruders and twin-screw extruders. This results from the fact that the melt in the planetary roller extruder is brought into contact with the cooling surface much more frequently than in other types of extruder, then pushed off the cooling surfaces again, mixed and brought back into contact with the cooling surfaces. According to the older proposal, cooling modules / sections in planetary roller extruder design are therefore provided where cooling is required to significantly reduce the melt temperature.
Das kann an verschiedenen Stellen wichtig werden:
- -bei der Bearbeitung der Schmelze an einer bestimmten Stelle der Extrusionsstrecke. Die Extrusionsstrecke ist die Strecke vom Eintritt der Einsatzstoffe in den Extruder bis zum Austritt aus dem Extruder. Die Kühlmodule/Abschnitte haben dann die Aufgabe des Herunterkühlens der Schmelze auf eine gewünschte Prozesstemperatur
- -vor dem Austritt der Schmelze aus dem Extruder. Dort ist die Einhaltung einer Temperatur für eine anschließende Formgebung der Schmelze unerlässlich. Bei zu hoher oder zu niedriger Temperatur scheitert die Formgebung. Außerdem besteht die Gefahr des Einfrierens der Anlage bei zu niedriger Temperatur.
Ist die Schmelzetemperatur bei der Folienbildung zu niedrig, so gibt es zum Beispiel Dickenprobleme. Die Anlage kann sogar einfrieren.This can be important in different places:
- - when processing the melt at a certain point on the extrusion line. The extrusion route is the route from the entry of the feedstock into the extruder to the exit from the extruder. The cooling modules / sections then have the task of cooling the melt down to a desired process temperature
- -before the melt exits the extruder. There it is essential to maintain a certain temperature for subsequent shaping of the melt. If the temperature is too high or too low, the molding fails. There is also the risk of the system freezing if the temperature is too low.
If the melt temperature during film formation is too low, there are problems with thickness, for example. The plant can even freeze.
Die Schwierigkeit zu heißer Schmelze ergibt sich häufig auch bei Einschneckenextrudern, weil die Schmelze von der Schnecke durch das umgebende Gehäuse geschoben wird, ohne dass es zu einer wesentlichen Umwälzung der Schmelze und zu einer wesentlichen Mischung gekühlter Schmelzeteile mit weniger kalten Schmelzeteilen kommt. Es besteht die Gefahr heißer Nester.The problem of excessively hot melt often arises with single-screw extruders because the melt is pushed by the screw through the surrounding housing without any significant circulation of the melt and a significant mixture of cooled melt parts with less cold melt parts. There is a risk of hot nests.
Ähnliches ergibt sich bei zu kalter Schmelze. Die kalte Schmelze wird durch den Einschneckenextruder geschoben, ohne dass es zu einer wesentlichen Vermischung und Vereinheitlich der Schmelze kommt. Es besteht eine vergleichbare Gefahr der Nesterbildung. Statt der heißen Nestern bestehen kalte Nester.The same happens if the melt is too cold. The cold melt is pushed through the single-screw extruder without any significant mixing and unification of the melt. There is a comparable risk of nest formation. Instead of hot nests, there are cold nests.
Die Schwierigkeit zu heißer Schmelze ergibt sich aber auch bei Doppelschneckenextrudern, die mit einer elektrischen Beheizung versehen sind. Mit der elektrischen Beheizung lässt sich nicht kühlen.However, the problem of excessively hot melt also arises with twin-screw extruders which are provided with electrical heating. The electrical heating cannot be used for cooling.
Während mit elektrischen beheizten Doppelschneckenextrudern nur eine sehr problematische Kühlung möglich ist und auch die Kühlung von Einschneckenextrudern problematisch ist, hat ein Kühler in der Planetwalzenextruderbauart eine ungleich größer Kühlwirkung.While only a very problematic cooling is possible with electrically heated twin screw extruders and the cooling of single screw extruders is also problematic, a cooler of the planetary roller extruder design has a much greater cooling effect.
Mit der richtigen Schmelzetemperatur lässt sich der Durchsatz regelmäßig erheblich steigern.With the right melt temperature, throughput can regularly be increased significantly.
Besondere Vorteile dieser Kühlung ergeben sich bei treibmittelbeladener Schmelze, die beim und/oder nach dem Austreten aus dem Extruder aufschäumt.Particular advantages of this cooling result in the case of a blowing agent-laden melt which foams when and / or after exiting the extruder.
Vorteile dieser Kühlung ergeben sich auch für treibmittelfreie Schmelze. Die Kühlung ist auch für die Herstellung von Profilsträngen von Vorteil. Die Vorteile dieser Kühlung gelten auch für die Herstellung von Folien aus der Schmelze. Je dünner die Folien sind, desto genauer muss die Schmelzetemperatur eingestellt und geregelt werden.Advantages of this cooling also result for blowing agent-free melt. The cooling is also advantageous for the production of profile strands. The advantages of this cooling also apply to the production of foils from the melt. The thinner the foils, the more precisely the melt temperature has to be set and controlled.
Vorteile dieser Kühlung ergeben sich auch für die Herstellung von Granulaten aus der Schmelze. Bei der Herstellung von Granulaten wird die Schmelze aus einer Vielzahl kleiner Düsenöffnungen ausgetragen, so dass dünne Schmelzestränge entstehen, die mit einem oder mehreren Messern in kleine Stücke abgelängt werden. Die Düsenöffnungen können sich im Extrudergehäuse oder in einer Platte am austragseitigen Ende des Extruders befinden.Advantages of this cooling also result for the production of granulates from the melt. During the production of granules, the melt is discharged from a large number of small nozzle openings, so that thin strands of melt are created that are cut into small pieces with one or more knives. The nozzle openings can be located in the extruder housing or in a plate at the discharge end of the extruder.
Vorteile dieser Kühlung ergeben sich auch beim Ablegen von Schmelze auf einer Walze. Das Ablegen der Schmelze erfolgen
- -mittels einer Düse, welche die Schmelze gleichzeitig über die Länge der Düse auf der Walze ausbreitet, so dass ein Film auf der Walze entsteht
- -mittels einer bewegten Düse, welche hin- und hergehend über die Länge der Walze fährt
- -by means of a nozzle, which spreads the melt simultaneously over the length of the nozzle on the roller, so that a film is formed on the roller
- -by means of a moving nozzle, which moves back and forth over the length of the roller
Das Ablegen kann kontinuierlich mit einem Strang oder in Partikelform erfolgen. Die Partikel können einheitlich oder uneinheitlich sein. Es kann sich bespielsweise um Granulat oder um Schnitzel handeln. Die Partikel können auch auf die Walze gestreut werden. Feine Partikel können auf die Walze geblasen werden. Je feiner die Partikel sind, desto dünnere Folien können erzeugt werden.The deposit can be carried out continuously with a strand or in particle form. The particles can be uniform or non-uniform. It can, for example, be granules or schnitzel. The particles can also be sprinkled on the roller. Fine particles can be blown onto the roller. The finer the particles, the thinner films that can be produced.
Die auf die Walze aufgetragenen Partikel können miteinander verschmolzen werden und/oder mit Hilfe von mindestens einer weiteren Walze bearbeitet werden. Die zum Verschmelzen erforderliche Wärme kann durch Beheizung der Walze und/oder durch eine Beheizung von außen beigebracht werden.The particles applied to the roller can be fused with one another and / or processed with the aid of at least one further roller. The heat required for fusing can be brought in by heating the roller and / or by heating from the outside.
Die Vorteile dieser Kühlung ergeben sich auch bei der Herstellung von mehrschichtigem Verbundmaterial aus der Schmelze; für einzelne Schichten oder mehrere Schichten. Idealer Weise wird die Schmelze für sämtliche Schichten gleichzeitig auf mehreren Extrudern hergestellt und anschließend zu dünnen Folien verarbeitet, die danach sofort zusammengeführt werden, so dass die Herstellungswärme der Folien genutzt werden kann, um die Folien aufeinander zu laminieren. Vorzugsweise bestehen solche Laminate aus zwei höher wertigen Deckschichten und einer gering wertigen zwischenliegenden Füllschicht. Die Füllschicht besteht zum Beispiel aus Recyclat und hat die Aufgabe, die Deckschichten zu beabstanden. Bei dieser Herstellung aus unterschiedlichen Materialien ist die genaue Temperatursteuerung extrem wichtig, weil die Temperaturfenster für das Zusammenführen und Verbinden der Folien immer kleiner wird, je mehr Folien unterschiedlicher Beschaffenheit zusammen geführt werden sollen.The advantages of this cooling also result in the production of multilayer composite material from the melt; for single layers or multiple layers. Ideally, the melt for all layers is produced simultaneously on several extruders and then processed into thin foils, which are then brought together immediately so that the heat from the production of the foils can be used to laminate the foils on top of one another. Such laminates preferably consist of two higher quality cover layers and a lower quality filler layer between them. The filling layer consists, for example, of recycled material and has the task of spacing the outer layers apart. Precise temperature control is extremely important in this production from different materials, because the temperature window for bringing together and joining the foils becomes smaller and smaller, the more foils of different properties are to be brought together.
Vorteile dieser Kühlung ergeben sich auch für die Herstellung von Formkörpern aus der Schmelze, insbesondere durch Spritzgießen. Je genauer die Schmelze vor dem Spritzvorgang auf die gewünschte Spritztemperatur eingestellt wird, desto besser ist die Qualität des Formteils. Zumeist ist das auch gleichbedeutend mit geringerer Ausformzeit für das Formteil.Advantages of this cooling also result for the production of moldings from the melt, in particular by injection molding. The more precisely the melt is set to the desired injection temperature before the injection process, the better the quality of the molded part. In most cases, this is synonymous with less molding time for the molded part.
Vorteilhafterweise lässt sich ein Kühlmodul/Kühlabschnitt an neuen Extruderanlagen an beliebiger Stelle planen. An vielen Extruderanlagen lässt sich ein solcher Kühlmodul/Kühlabschnitt nachträglich einbauen. Das ergibt sich aus dem System zeitgemäßer Extruder, auch zeitgemäßer Planetwalzenextruder.A cooling module / cooling section can advantageously be planned at any point on new extruder systems. Such a cooling module / cooling section can be retrofitted on many extruder systems. This results from the system of contemporary extruders, also contemporary planetary roller extruders.
An zeitgemäßen Extrudern ist zumeist jeder Zone ein Extruderabschnitt/Modul zugeordnet. Jedes Gehäuse ist an jedem Ende mit einem Flansch versehen, so dass jedes Gehäuse an einem Flansch mit seinem benachbarten Gehäuse verbunden werden kann. Nur an dem austragseitigen Ende des Extruders gibt es keinen Modul/Abschnitt. Vorzugsweise ist gleichwohl auch dort ein Flansch vorgesehen.
Alle Flansche sind vorzugsweise gleich, insbesondere mit gleichen Anschlussmaßen versehen. Das fördert die Auswechselbarkeit bzw. die Änderbarkeit des Extruders zur Anpassung an einen gewünschten Prozess oder eine Änderung des Prozesses. Zu den Änderungsmöglichkeiten trägt auch bei, wenn die Zentralspindel über der gesamten Länge mit einer einheitlichen Verzahnung versehen ist. Mit der Verzahnung der Zentralspindel korrespondiert die Verzahnung der zugehörigen Planetspindeln und die Innenverzahnung der zu den verschiedenen Modulen/Abschnitten gehörigen Gehäuse. Das heißt, eine einheitliche Verzahnung der Zentralspindel bedingt eine Verzahnung der korrespondierenden Planetwalzenextruderteile, die mit der Verzahnung der Zentralspindel in Eingriff treten kann und danach als Planetwalzenextruderteil lauffähig ist. Bei normal verzahnten Planetspindeln ist die Verzahnung der Planetspindeln und der Innenverzahnung gleich der Verzahnung der Zentralspindel. Es können aber auch andere Planetspindeln mit teilweise reduzierter Verzahnung zum Einsatz kommen. Die Reduzierung der Verzahnung kann unterschiedliche Formen haben. Zum Beispiel können Zähne ganz oder teilweise entfernt worden sein, so dass Transportspindeln oder Igelspindeln oder Noppenspindeln entstehen. Wegen der Einzelheiten dieser Spindeln wird Bezug genommen auf
All flanges are preferably the same, in particular provided with the same connection dimensions. This promotes the interchangeability or the changeability of the extruder for adaptation to a desired process or a change in the process. The possibility of change also contributes if the central spindle is provided with a uniform toothing over the entire length. The toothing of the associated planetary spindles and the internal toothing of the housings belonging to the various modules / sections correspond to the toothing of the central spindle. That is, a uniform toothing of the central spindle requires a toothing of the corresponding planetary roller extruder parts, which can come into engagement with the toothing of the central spindle and can then run as a planetary roller extruder part. With normal toothed planetary spindles, the toothing of the planetary spindles and the internal toothing is the same as the toothing of the central spindle. However, other planetary spindles with partially reduced toothing can also be used. The reduction of the toothing can take different forms. For example, teeth may have been completely or partially removed so that transport spindles or hedgehog spindles or knob spindles are created. For the details of these spindles, reference is made to FIG
Vorteilhafterweise sind die zahnreduzierten Planetspindeln auch mit der Zentralspindel und dem innen verzahnten Gehäuse lauffähig, Es stellt sich immer nur die Frage, ob trotz der Zahnreduzierzung noch sichergestellt ist, dass die Planetspindeln unter Last nicht aus den Zähnen der Zentralspindel und aus den Zähnen der Gehäuseinnenverzahnung herausspringen. Das wird üblicherweise dadurch erreicht, dass Teile der Planetspindeln in Normalverzahnung bleiben, also nicht zahnreduziert werden. Die nicht zahnreduzierten Teile der Planetspindeln können als Lauffläche oder Führungsfläche bezeichnet werden.Advantageously, the tooth-reduced planetary spindles can also run with the central spindle and the internally toothed housing. The only question that always arises is whether, despite the tooth reduction, it is still ensured that the planetary spindles do not jump out of the teeth of the central spindle and the teeth of the internal toothing of the housing under load . This is usually achieved by the fact that parts of the planetary spindles remain with normal toothing, i.e. are not reduced in teeth. The non-toothed parts of the planetary spindles can be referred to as running surfaces or guide surfaces.
Mit diesen unterschiedlichen Planetspindeln kann in gleicher Weise und noch mehr und noch besseren Einfluss auf die Bearbeitung des Einsatzgutes genommen werden wie mit den unterschiedlichen Verzahnungen eines Einschneckenextruders.With these different planetary spindles, the processing of the input material can be influenced in the same way and even more and even better than with the different toothing of a single-screw extruder.
Derartige, abschnittsweise oder modulweise aufgebauten Extruder besitzen Module/Abschnitte, die (abgesehen von einer durch einen gewünschten Prozess vorbestimmten Reihenfolge) an jeder gewünschten Stelle des Extruders angeordnet werden können und dort funktionsfähig sind. Das erlaubt, einen Kühlextruderabschnitt/Modul an jeder gewünschten Stelle zwischen anderen oder vor anderen oder nach anderen Extruderabschnitten/Modulen anzuordnen. Wahlweise können ein oder mehrere vorhandene Extruderabschnitte/Module auch gegen einen oder mehrere Kühleextruder ausgetauscht werden, die mit der Zentralspindel genauso lauffähig sind wie die ausgewechselten/entfernten (ursprünglichen) Extruderabschnitte/Module.Such extruders, constructed in sections or modules, have modules / sections which (apart from a sequence predetermined by a desired process) can be arranged at any desired point on the extruder and are functional there. This allows a cooling extruder section / module to be arranged at any desired point between or in front of or after other extruder sections / modules. Optionally, one or more existing extruder sections / modules can also be exchanged for one or more cooling extruders that can run with the central spindle in the same way as the replaced / removed (original) extruder sections / modules.
Mit derartigen Extruderabschnitten/Modulen ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung der Konstruktion. Dabei wird anhand der gewünschten Leistung des Extruders dessen Baugröße festgelegt und kann durch Auswahl der Extruderabschnitte/Module jede gewünschte Bearbeitung der Einsatzstoffe erfolgen. Das schließt die Kombination von Extruderabschnitten/Modulen unterschiedlicher Bauweise ein. Die Gesamtzahl der Extruderabschnitte/Module bestimmt die Länge des Extruders. Anhand der Länge wird die gemeinsame Zentralspindel/Schnecke für alle ExtruderabschnitteModule festgelegt. Im Extremfall kann der Extruder dabei aus nur einem Abschnitt/Modul bestehen. In der Regel sind mindestens zwei Extruderabschnitte/Module vorgesehen, von denen der eine Abschnitt/Modul ein Füllteil bildet und der andere Abschnitt/Modul ein Mischteil bildet. Zumeist handelt es sich um ein Füllteil in Einschneckenextruderbauweise, während das Mischteil eine Planetwalzenextruderbauweise aufweist, wenn an das Mischen besondere Anforderungen gestellt werden.
Der Extruder kann aber auch sieben oder mehr Abschnitte/Module aufweisen. Dabei können einzelne Abschnitte/Module Sonderaufgaben erfüllen, zum Beispiel eine chemische Reaktion zwischen Bestandteilen des bearbeiteten Einsatzmaterials herbeiführen oder eine Entgasung des Extrusionsgutes bewirken. Es kann auch in Stufen Material zugeführt und in separaten Abschnitten/Modulen eingemischt werden. Alles kann bei gleich bleibender Temperatur oder bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt werden. Je nach Prozessführung im Extruder sind ein oder mehrere Kühlextruderabschnitte/Module vorgesehen. In der
However, the extruder can also have seven or more sections / modules. Individual sections / modules can fulfill special tasks, for example bringing about a chemical reaction between components of the processed feedstock or degassing the extruded material. Material can also be fed in in stages and mixed in in separate sections / modules. Everything can be done at the same temperature or at different temperatures. Depending on the process control in the extruder, one or more cooling extruder sections / modules are provided. In the
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, noch weitere Anwendungsmöglichkeiten für die Kühlextruderabschnitte/Module zu schaffen. Das wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches erreicht. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsbeispiele.The invention has set itself the task of creating even more possible applications for the cooling extruder sections / modules. This is achieved with the features of the main claim. The subclaims describe preferred exemplary embodiments.
Die Erfindung hat sich dabei Extrusionsanlagen zugewendet, bei denen eine zusätzliche Kühlung von Vorteil sein kann. Soweit sich die Fachleute auf Umbauten vorhandener Anlagen einlassen, beschränkt sich, das auf Anbauten bzw. Änderungen im Bereich Messen, Einleiten von Medien, Abziehen von Gas. Dabei werden die Gehäuse geändert oder zwischen den Gehäusen der Abschnitte/Module Änderungen vorgenommen. Weitergehende Änderungen sind unüblich.The invention has turned to extrusion systems in which additional cooling can be advantageous. As far as the experts get involved in the conversion of existing systems, this is limited to additions or changes in the area of measuring, introducing media, drawing off gas. The housings are changed or changes are made between the housings of the sections / modules. Further changes are not customary.
Nach der Erfindung wird eine zusätzliche Kühlung mit den Merkmalen des Hauptanspruches erreicht.According to the invention, additional cooling is achieved with the features of the main claim.
Der Hauptanspruch umfasst folgende Varianten. Die eine Variante geht davon aus, dass der vorhandene Extruder um einen Kühlextrudermodul/Abschnitt ergänzt wird, ohne dass eine oben beschriebene Auswechselung stattfindet.The main claim includes the following variants. One variant assumes that the existing extruder is supplemented by a cooling extruder module / section without the replacement described above taking place.
Dabei geht die Erfindung davon aus, dass die aneinander befestigten Gehäuse üblicherweise Schnecken umschließen bzw. die Zentralspindeln umschließen, welche sich durch alle Module erstrecken.The invention is based on the fact that the housings attached to one another usually enclose worms or enclose the central spindles which extend through all modules.
Das heißt,
- -der aus Abschnitten/Modulen zusammen gesetzte Einschneckenextruder besitzt eine einzige Schnecke, welche sich durch alle Abschnitte/Module erstreckt.
- -die Planetwalzenextruder besitzen eine Zentral spindel, welche sich durch alle Module erstreckt
- -the single screw extruder composed of sections / modules has a single screw which extends through all sections / modules.
- -the planetary roller extruders have a central spindle which extends through all modules
Zu dem Planetwalzenextruderabschnitt/Modul gehören mindestens noch die um die Zentralspindel umlaufenden Planetspindeln und die Innenverzahnung des Gehäuses. Die Planetspindeln gleiten mit dem Ende, welches dem Extruderauszutrag zugewandt ist (in Extrusionstrichtung hintere Ende), an einem Anlaufring, der im Gehäuse gehalten ist. In der Regel beschränkt sich die Länge der Planetspindeln auf den jeweiligen Abschnitt/Modul.
- -Zur Ergänzung des vorhandenen Extruders um einen Kühlextruderabschnitt/Modul ist eine Verlängerung der Zentralspindel vorgesehen. Dies kann auf zwei Wegen erfolgen.
- -Ein Weg beinhaltet eine Auswechselung der vorhandenen Zentralspindel gegen eine längere Zentralspindel. Das zugehörige Gehäuse des Kühlextruderabschnitts/Moduls besitzt eine Länge, die der Verlängerung der Zentralspindel entspricht. Das Gehäuse besitzt eine Innenverzahnung, die gleich der Innenverzahnung der anderen Gehäuse ist. Das Gehäuse besitzt einen Anlaufring wie die anderen Gehäuse. Außerdem umschließt das Gehäuse des ergänzenden Kühlextruderabschnitts/Moduls Planetspindeln und Anlaufringe wie bei den bereits vorhandenen Extruderabschnitten/Modulen.
- -Ein anderer Weg zur Verlängerung geht davon aus, dass die bis dahin genutzte Zentralspindel eine Spitze besitzt, die montierbar bzw. demontierbar ist. Diese Bauweise ist üblich und weitgehend mit der Fertigung/Konstruktion der Zentralspindel begründet. Die Fertigung/Konstruktion der Zentralspindel geht von einer Stange oder Rohr aus. Die Stange oder Rohr wird außen verzahnt. Antriebsseitig wird die Zentralspindel mit einem Getriebe gekoppelt. Üblich ist, die Zentralspindel mit dem Abtriebszapfen des Getriebes zu verspannen. In vielen Ausführungsformen dient zum Verspannen ein Anker, der in die Zentralspindel greift. Dazu sind Rohre als Zentralspindel von Vorteil. Darüber hinaus sind Rohre von Vorteil, wenn eine Temperierung der Zentralspindel vorgesehen ist. Dann wird Temperierungsmittel durch die Zentralspindel geführt.
- - To supplement the existing extruder with a cooling extruder section / module, an extension of the central spindle is provided. This can be done in two ways.
- One way involves replacing the existing central spindle with a longer central spindle. The associated housing of the cooling extruder section / module has a length that corresponds to the extension of the central spindle. The housing has internal teeth that are the same as the internal teeth of the other housings. The housing has a thrust ring like the other housings. In addition, the housing of the additional cooling extruder section / module encloses planetary spindles and thrust rings as in the existing extruder sections / modules.
- Another way of extending it is based on the fact that the central spindle used until then has a tip that can be assembled or disassembled. This type of construction is common and largely based on the manufacture / construction of the central spindle. The production / construction of the central spindle is based on one Rod or tube. The rod or tube is toothed on the outside. On the drive side, the central spindle is coupled with a gear. It is common practice to brace the central spindle with the output journal of the gear unit. In many embodiments, an anchor that engages in the central spindle is used for bracing. For this purpose, pipes are advantageous as the central spindle. In addition, pipes are advantageous if the central spindle is to be tempered. The temperature control medium is then passed through the central spindle.
Die Spitze befindet sich am anderen Zentralspindelende, austrittsseitig. Aufgabe der Spitze ist, die Schmelze in eine Düse zu lenken. Gegebenenfalls hat die Spitze auch die Aufgabe das Temperierungsmittel umzulenken, welches in der Zentralspindel zur Spitze hin strömt und wieder zurück muss.
- -Für die erfindungsgemäße Verlängerung der Zentralspindel für den Anbau eines Extruderkühlmoduls/Abschnitts wird entweder die Spitze ausgewechselt oder ein Zentralspindelzwischenstück eingebaut.
- For the extension of the central spindle according to the invention for the attachment of an extruder cooling module / section, either the tip is exchanged or a central spindle adapter is installed.
In der einen Ausführung tritt an die Stelle der bisherigen Spitze eine Spitze, welche zugleich die Zentralspindel verlängert. Dann besitzt die Spitze einen Teil, der wie eine Zentralspindel ausgebildet ist, also eine Außenverzahnung aufweist und im Bereich der Außenverzahnung mit Planetspindeln und einer Innenverzahnung am Gehäuse in Eingriff steht. In dem Fall ist vorzugsweise eine Positionshilfe für die Spitze an der bisherigen Zentralspindel vorgesehen. Die Positionshilfe dient zur Sicherung der richtigen Drehstellung der Spitze gegenüber der bisherigen Zentralspindel. Von Vorteil ist dabei, die Zentralspindel und die Spitze in einem Arbeitsgang mit der Außenverzahnung zu versehen. Die Positionshilfe kann die Spitze während einer gemeinsamen Verzahnung mit der bisherigen Zentralspindel sichern und/oder sicherstellen, dass nach einer Demontage und erneuten Montage die Zähne der bisherigen Zentralspindel ohne Stufenbildung (fluchtend) in die Zähne der Spitze übergehen.In one version, the previous point is replaced by a point, which at the same time extends the central spindle. The tip then has a part which is designed like a central spindle, that is to say has external teeth and in the area of the external teeth is in engagement with planetary spindles and internal teeth on the housing. In this case, a positioning aid for the tip is preferably provided on the previous central spindle. The positioning aid is used to ensure the correct rotational position of the tip in relation to the previous central spindle. It is advantageous to provide the central spindle and the tip with the external toothing in one operation. The positioning aid can secure the tip during a joint toothing with the previous central spindle and / or ensure that, after dismantling and reassembly, the teeth of the previous central spindle merge into the teeth of the tip without step formation (in alignment).
Die Positionshilfe kann zum Beispiel durch einen Stift gebildet werden, der die Zentralspindel und die Spitze in deren richtiger Stellung gemeinsam durchdringt. Geeignet für die Durchdringung ist zum Beispiel ein Bereich, in dem die Zentralspindel mit einem Zapfen oder Bund in eine Öffnung der Spitze greift. Umgekehrt kann auch ein Bereich für die Durchdringung geeignet sein, in dem die Spitze mit einem Zapfen oder Bund in eine Öffnung der Zentralspindel greift.The positioning aid can be formed, for example, by a pin which jointly penetrates the central spindle and the tip in their correct position. For example, an area in which the central spindle engages in an opening in the tip with a pin or collar is suitable for penetration. Conversely, an area can also be suitable for the penetration in which the tip engages with a pin or collar in an opening in the central spindle.
Die Positionshilfe kann eine Stirnverzahnung an dem Zentralspindelkopf sein, mit der die Zentralspindel in eine korrespondierende Stirnverzahnung an der Spitze greift.The positioning aid can be a face gear on the central spindle head with which the central spindle engages in a corresponding face gear on the tip.
Mit dem außen verzahnten Teil der Spitze korrespondieren dann Planetspindeln und ein innen verzahntes Gehäuse. Die Planetspindeln und das Gehäuse sind dabei in der Länge dem außen verzahnten Teil der Spitze angepasst. Dieses Gehäuse ist im Folgenden als Verlängerungsgehäuse bezeichnet. Es besitzt bzw. umfasst wie die Gehäuse von anderen Extrudermodulen bzw. Extruderabschnitten entsprechende Teile, die es zu einem Extrudermodul oder Extruderabschnitt machen. Das Gehäuse wird mit den zugehörigen Planetspindeln und dem außen verzahnten Teil der Spitze im Folgenden als Verlängerungsmodul bzw. Verlängerungsabschnitt bezeichnet.Planetary spindles and an internally toothed housing then correspond to the externally toothed part of the tip. The length of the planetary spindles and the housing is adapted to the externally toothed part of the tip. This housing is referred to below as an extension housing. Like the housings of other extruder modules or extruder sections, it has or comprises corresponding parts that make it an extruder module or extruder section. The housing with the associated planetary spindles and the externally toothed part of the tip is referred to below as an extension module or extension section.
Wahlweise wird auch die bisherige Spitze der Zentralspindel weiterverwendet und ist ein Zentralspindelzwischenstück zwischen der Spitze und dem Kopf der bisherigen Zentralspindel vorgesehen. Dann ergeben sich Verbindungsstellen zwischen der bisherigen Zentralspindel und dem Zentralspindelzwischenstück einerseits und der Spitze und dem Zentralspindelstück andererseits. Für beide Verbindungsstellen ist dann auch eine Positionshilfe vorgesehen, wie in der zuvor erläuterten Ausführungsform.Optionally, the previous tip of the central spindle is also used and a central spindle adapter is provided between the tip and the head of the previous central spindle. Then there are connection points between the previous central spindle and the central spindle intermediate piece on the one hand and the tip and the central spindle piece on the other hand. A positioning aid is then also provided for both connection points, as in the embodiment explained above.
Mit dem Zwischenstück, den entsprechenden Planetspindeln und dem umgebenden Gehäuse ergeben sich gleichfalls Verlängerungsmodule/Verlängerungsabschnitte.The intermediate piece, the corresponding planetary spindles and the surrounding housing also result in extension modules / extension sections.
Wahlweise kann die vorstehend beschriebene Technik der Verlängerungsmodule/Verlängerungsabschnitte auch auf eine Ergänzung vorhandener Extruder durch Kühlmodule/Abschnitte Anwendung finden, die zwischen zwei vorhandenen Extrudermodulen/Abschnitten positioniert werden sollen.
- -dabei kann der Verlängerungsmodul mit dem Zwischenstück mit dem zugehörigen Gehäuse, zugehörigen Planetspindeln und Anlaufring an der gewählten Stelle eingesetzt werden, oder
- -das Zwischenstück für die Zentralspindel einerseits und das Gehäuse mit Planetspindeln andererseits können an unterschiedlichen Stellen eingesetzt werden. Das heißt, durch das Zwischenstück wird die Zentralspindel verlängert.
- - the extension module with the intermediate piece with the associated housing, associated planetary spindles and thrust ring can be used at the selected point, or
- -The intermediate piece for the central spindle on the one hand and the housing with planetary spindles on the other hand can be used in different places. This means that the central spindle is lengthened by the intermediate piece.
Das erlaubt es, das Gehäuse mit den Planetspindeln nach Verlängerung der Zentralspindel auch anderer Stelle zwischen zwei vorhandenen Extruderabschnitten/Modulen einzusetzen. Vorteilhafterweise kann der Kühlextruderabschnitt/Modul dadurch an der optimalen Stelle für die Kühlung bzw. nahe der optimalen Stelle für die Kühlung auf der Extrusionsstrecke eingesetzt werden. Zugleich kann die Verlängerung der Zentralspindel an der Stelle erfolgen, welche dafür optimal ist bzw. nahe am Optimum liegt.This allows the housing with the planetary spindles to be used at another point between two existing extruder sections / modules after the central spindle has been extended. The cooling extruder section / module can thereby advantageously be used at the optimal location for cooling or near the optimal location for cooling on the extrusion line. At the same time, the central spindle can be extended at the point which is optimal for this or is close to the optimum.
Vorzugsweise besitzt ein Kühlmodul/Abschnitt in Planetwalzenextruderbauweise ein Gehäuse, das in seinen Abmessungen den Gehäusen anderer Module /Abschnitte angepasst ist, die zu der Extrusionsanlage gehören. Die anderen Module/Abschnitte können eine Einschneckenbauweise oder auch eine Planetwalzenextruderbauweise besitzen. Bei diesen Bauweisen können alle Module/Abschnitte an den Gehäusen bzw. an deren oben beschriebenen Flanschen fluchtend miteinander verbunden werden und durch eine gemeinsame Schnecke/Zentralspindel durchdrungen werden.Preferably, a cooling module / section in planetary roller extruder design has a housing whose dimensions are adapted to the housings of other modules / sections that belong to the extrusion system. The other modules / sections can have a single-screw construction or a planetary roller extruder construction. With these types of construction, all modules / sections on the housings or on their flanges described above can be connected to one another in alignment and penetrated by a common worm / central spindle.
Sofern ein Kühlmodul in Planetwalzenextruderbauweise an einem herkömmlichen Extruder in der oben beschriebenen Form angebaut wird, kann sich ergeben, dass die Schmelze zwar mit der richtigen Temperatur aber mit zu geringem Druck aus dem Kühlmodul bzw. aus der Düse austritt. In dem Fall kann es zweckmäßig sein, den gewünschten Druck mit einer nachgeschalteten Schmelzepumpe oder mit einem nachgeschalteten Kurzextruder zu erzeugen. Der nachgeschaltete Kurzextruder ist vorzugsweise ein Einschneckenextruder. Der nachgeschaltete Kurzextruder kann kurz sein, weil er keine andere Leistung als die Druckerhöhung bringen muss. Das heißt dem nachgeschalteten Kurzextruder können die üblichen Teile wie Mischzone, die Homogenisierungszone und sonstige Zonen fehlen.If a planetary roller extruder cooling module is attached to a conventional extruder in the form described above, the result may be that the melt exits the cooling module or the nozzle at the correct temperature but with insufficient pressure. In this case it can be useful to generate the desired pressure with a downstream melt pump or with a downstream short extruder. The downstream short extruder is preferably a single screw extruder. The downstream short extruder can be short because it does not have to provide any output other than the pressure increase. This means that the downstream short extruder can lack the usual parts such as the mixing zone, the homogenization zone and other zones.
Wenn in axialer Richtung des ursprünglichen Extruders zwischen dem zusätzlichen Verlängerungsabschnitt/Verlängerungsmodul noch Raum für den Kurzextruder zum Druckaufbau gegeben ist, kann der Kurzextruder mit dem ursprünglichen Extruder und dem Verlängerungsmodul bzw. Verlängerungsabschnitt fluchten, so daß eine Verbindung/Koppelung des Kurzextruders mit dem Verlängerungsabschnitt/Verlängerungsmodul möglich ist wie sie zwischen dem Verlängerungsmodul/Verlängsabschnitt und dem ursprünglichen Extruder vorgesehen ist.
Soweit es an dem Raum für die vorstehend beschriebene Anordnung fehlt, kann der Kurzextruder als Seitenarmextruder an dem Verlängerungsmodul/Verlängerungsabschnitt angeordnet werden. Das schließt nicht nur eine seitliche Anordnung an dem Verlängerungsmodul/Verlängerungsabschnitt, sondern auch eine Anordnung über oder unter dem Verlängerungsmodul/Verlängerungsabschnitt wie auch eine geneigte Anordnung ein.
Im Unterschied zu herkömmlichen Seitenarmextrudern, die Extrusionsmaterial in einen Extruder eintragen, hat der erfindungsgemäße Seitenarmextruder aber eine andere Förderrichtung, nämlich eine abfördernde Förderrichtung mit der Extrusionsmaterial aus dem Extruder ausgetragen und nachgeordneten Bearbeitungsanlagen mit entsprechendem Druck zugeführt wird. Vorzugsweise besitzt der Kurzextruder die Bauart eines Einschneckenextruders. Der Kurzextruder kann aber auch eine andere Bauart aufweisen.If there is still space for the short extruder to build up pressure between the additional extension section / extension module in the axial direction of the original extruder, the short extruder can be aligned with the original extruder and the extension module or extension section, so that a connection / coupling of the short extruder with the extension section / Extension module is possible as it is provided between the extension module / extension section and the original extruder.
If there is no space for the arrangement described above, the short extruder can be arranged as a side arm extruder on the extension module / extension section. This includes not only a lateral arrangement on the extension module / extension section, but also an arrangement above or below the extension module / extension section as well as an inclined arrangement.
In contrast to conventional side-arm extruders that feed extrusion material into an extruder, the side-arm extruder according to the invention has a different conveying direction, namely a conveying direction with which the extrusion material is discharged from the extruder and downstream processing systems are fed with the corresponding pressure. The short extruder is preferably of the type of a single screw extruder. The short extruder can, however, also have a different type of construction.
Beim Umbau vorhandener Anlagen durch Zwischenschaltung eines Kühlextruderabschnittes/Kühlextrudermoduls soll der Kühlextruderabschnitt bzw. Kühlextrudermodul in gleicher Weise mit nachgeordneten Anlagen verbunden sein wie der ursprüngliche Extruder. Entsprechendes gilt, wenn nicht nur ein Kühlextruderabschnitt/Kühlextrudermodul, sondern darüber hinaus noch ein Kurzextruder für die Erhöhung des Druckes in dem Extrusionsmaterial zwischengeschaltet wird. Wenn zum Beispiel der ursprüngliche Extruder über eine Schmelzeleitung mit nachgeordneten Anlagen verbunden war, so dient die Schmelzeleitung auch bei der Zwischenschaltung eines Kühlextruderabschnitts bzw. Kühlextudermoduls bzw. eines Kurzextruders als Anschluß an die nachgeordneten Anlagen.When converting existing systems by interposing a cooling extruder section / cooling extruder module, the cooling extruder section or cooling extruder module should be connected to downstream systems in the same way as the original extruder. The same applies if not only a cooling extruder section / cooling extruder module, but also a short extruder is interposed to increase the pressure in the extrusion material. If, for example, the original extruder was connected to downstream systems via a melt line, the melt line also serves as a connection to the downstream systems when a cooling extruder section or cooling extruder module or short extruder is connected.
Ein weiterer Weg zur Verlängerung einer vorhandenen Extrusionsanlage mit einem Kühlextruderabschnitt/Modul ist die Bildung einer Tandemanlage. Dabei wird der Kühlplanetwalzenextrudermodul/Abschnitt zum Sekundärextruder und damit Bestandteil einer Tandemanlage. Der Vorteil dieser Bauweise ist die Möglichkeit zu einem von Primärextruder der Tandemanlage unabhängigen Antrieb des Sekundärextruders. Mit dem unabhängigen Antrieb wird eine zusätzliche Möglichkeit zur Einflussnahme auf den Prozess gewonnen. Bei einem unabhängig angetriebenen Sekundärextruder wird nicht mehr von einem Modul oder Abschnitt gesprochen, sondern von einem Extruder.Another way to extend an existing extrusion system with a cooling extruder section / module is to create a tandem system. The cooling planetary roller extruder module / section becomes a secondary extruder and thus part of a tandem system. The advantage of this design is the possibility of a drive for the secondary extruder that is independent of the primary extruder of the tandem system. With the independent drive, an additional possibility for influencing the process is gained. In the case of an independently driven secondary extruder, one no longer speaks of a module or section, but of an extruder.
Sofern dem Sekundärextruder noch ein weiterer, unabhängig antreibbarer Extruder nachgeschaltet ist, spricht man von einer Kaskadenanlage. Vorteilhafterweise kann der Sekundärextruder mit jedem Primärextruder in jeder Bauweise, auch mit einem Primärextruder in Doppelschneckenextruderbauweise problemlos zusammen arbeiten.If the secondary extruder is followed by a further, independently drivable extruder, this is referred to as a cascade system. The secondary extruder can advantageously work together with any primary extruder in any design, including a primary extruder in a twin-screw extruder design.
In einer erfindungsgemäßen Tandemanlage, kann der Sekundärextruder so angeordnet sein, dass seine Längsachse parallel zur Längsachse des Primärextruders verläuft.In a tandem system according to the invention, the secondary extruder can be arranged in such a way that its longitudinal axis runs parallel to the longitudinal axis of the primary extruder.
Der Sekundärextruder kann aber auch anders angeordnet sein, nämlich mit seiner Längsachse quer zur Längsachse des Primärextruders. Bei horizontaler Anordnung des Primärextruders kann das eine vertikale Anordnung des Sekundärextruders zur Folge haben. Die vertikale Anordnung des Sekundärextruders gegenüber einem horizontal angeordneten Primärextruder kann erhebliche räumliche Vorteile entfalten, wenn die Ausdehnung des Sekundärextruders in Längsrichtung größer als quer dazu ist. In jeder Anordnung können beide Extruder durch eine Schmelzeleitung miteinander verbunden sein. Von Vorteil ist dabei eine Temperierung der Schmelzeleitung, damit im Falle einer Betriebsunterbrechung keine Schmelze in der Leitung einfriert.The secondary extruder can also be arranged differently, namely with its longitudinal axis transverse to the longitudinal axis of the primary extruder. If the primary extruder is arranged horizontally, this can result in a vertical arrangement of the secondary extruder. The vertical arrangement of the secondary extruder compared to a horizontally arranged primary extruder can develop considerable spatial advantages if the extent of the secondary extruder is greater in the longitudinal direction than it is transverse to it. In either arrangement, both extruders can be connected to one another by a melt line. A temperature control of the melt line is advantageous so that no melt freezes in the line in the event of an interruption in operation.
Der Sekundärextruder ist entweder unmittelbar oder mittelbar über eine Schmelzeleitung mit der Düse verbunden, mit der aus der Schmelze ein Profil oder eine Folie usw. geformt wird.
Auch für diese Schmelzeleitung ist eine Temperierung von Vorteil.The secondary extruder is connected either directly or indirectly via a melt line to the nozzle, with which a profile or a film etc. is formed from the melt.
Temperature control is also advantageous for this melt line.
Für eine vertikale Anordnung des Sekundärextruders kann auch auf eine Bauweise, die für Laborextruder entwickelt worden ist, zurück gegriffen werden. Bei dieser Bauweise ist der Sekundärextruder an dem nach oben weisenden Ende offen, so dass die noch weiter zu kühlende Schmelze aus dem Primärextruder einfach in den Sekundärextruder eintreten kann und von den Planetspindeln bzw. von der Zentralspindel nach unten gezogen wird. Dieser Extruder bzw. Extruderabschnitt/Modul besitzt alle typischen Merkmale einer Planetwalzenextruderbauweise mit außen verzahnter Zentralspindel, außen verzahnten Planetspindel und innen verzahntem, umgebenden Gehäuse, wobei die Planetspindeln um die Zentralspindel umlaufen und gleichzeitig mit der Verzahnung der Zentralspindel und der Verzahnung des Gehäuses kämmen. For a vertical arrangement of the secondary extruder, a design that was developed for laboratory extruders can also be used. With this design, the secondary extruder is open at the end pointing upwards, so that the melt to be further cooled from the primary extruder can simply enter the secondary extruder and be pulled down by the planetary spindles or the central spindle. This extruder or extruder section / module has all the typical features of a planetary roller extruder design with externally toothed central spindle, externally toothed planetary spindle and internally toothed, surrounding housing, with the planetary spindles rotating around the central spindle and simultaneously meshing with the toothing of the central spindle and the toothing of the housing.
Die Planetspindeln gleiten während des Umlaufs an dem in Extrusionsrichtung vorderen Ende an einem Anlaufring.
Dabei wird die Zentralspindel von oben angetrieben und die gekühlte Schmelze in axialer Richtung der Zentralspindel unten abgezogen. Der Antrieb der Zentralspindel kann auch von unten erfolgen. Dann wird die gekühlte Schmelze seitlich abgezogen.During the revolution, the planetary spindles slide on a thrust ring at the front end in the extrusion direction.
The central spindle is driven from above and the cooled melt is drawn off in the axial direction of the central spindle at the bottom. The central spindle can also be driven from below. Then the cooled melt is withdrawn from the side.
Sofern es bei dem Übergang vom Primärextruder in den Sekundärextruder darauf ankommt, die Schmelze vor der Umgebungsluft abzuschirmen, ist eine Einhausung des Überganges vom Primärextruder zum Sekundärextruder möglich. Diese Einhausung kann zugleich genutzt werden, um eine Entgasung der Schmelze vorzunehmen. Dann ist die Einhausung vorzugsweise mit einer Saugleitung verbunden, so dass in dem Übergang ein Unterdruck besteht, der die Entgasung fördert.If the transition from the primary extruder to the secondary extruder requires shielding the melt from the ambient air, it is possible to enclose the transition from the primary extruder to the secondary extruder. This housing can also be used to degas the melt. The housing is then preferably connected to a suction line, so that there is a negative pressure in the transition, which promotes the degassing.
Die Kühlleistung des erfindungsgemäßen Kühlextruders kann mit einem oder mehreren der folgenden Merkmale gesteigert werden:
- -einen Füllungsgrad von vorzugsweise größer 95%, noch weiter bevorzugt von größer 98% vom Hohlraumvolumen des Extruders
- -eine Drossel am Austritt des Kühlextruders
- -Schmelzeeintrag unter Druck, der größer als der Förderdruck der Planetwalzenextruderteile ist
- -eine Schmelzepumpe für den Schmelzeeintrag, gegebenenfalls mit vorgeordneter Einschneckenteil zum Schmelzeeintrag, oder
- -Seitenarmextruder am Eintritt des Kühlextruders
- -minimierter Eintrag mechanischer Energie in die Schmelze während des Durchlaufes durch den Kühlextruder
- -Abstand zwischen den Planetspindeln größer/gleich als deren Außendurchmesser
- -reduzierte Drehzahl der Zentralspindel
- -reduzierte Verzahnung durch Noppenverzahnung oder Transportspindelverzahnung oder durch Igelverzahnung an den Planetspindeln
- -größere Kühlstrecke
- a degree of filling of preferably greater than 95%, even more preferably greater than 98% of the cavity volume of the extruder
- -a throttle at the outlet of the cooling extruder
- -Melt entry under pressure, which is greater than the feed pressure of the planetary roller extruder parts
- -a melt pump for the melt feed, if necessary with an upstream single screw part for the melt feed, or
- -Side arm extruder at the inlet of the cooling extruder
- -minimized input of mechanical energy into the melt during the passage through the cooling extruder
- -Distance between the planetary spindles greater than / equal to their outer diameter
- -reduced speed of the central spindle
- -reduced toothing through knob toothing or transport spindle toothing or through hedgehog toothing on the planetary spindles
- - larger cooling section
Üblicherweise werden Planetwalzenextruder mit einem Füllungsgrad kleiner 90%, vorzugsweise kleiner als 80% von ihrem Hohlraumvolumen im betriebsfertigen Zustand mit allen Planetspindeln und sonstigen Teilen gefahren. Vorzugsweise wird der für die erfindungsgemäße Kühlung vorgesehene Modul/Abschnitt bzw. Sekundärextruder mit 100%iger Füllung/Füllungsgrad des Hohlraumvolumens gefahren. Wo das nicht gelingt, ist eine Füllung/Füllungsgrad von größer 98% vorgesehen; wo auch das nicht gelingt, mit einer Füllung/Füllungsgrad größer 95%.Planetary roller extruders with a degree of filling of less than 90%, preferably less than 80% of their cavity volume in the operational state with all planetary spindles and others are usually used Share drove. The module / section or secondary extruder provided for the cooling according to the invention is preferably operated with 100% filling / degree of filling of the cavity volume. Where this does not succeed, a filling / filling degree of greater than 98% is provided; where this does not work either, with a filling / filling level greater than 95%.
Die erfindungsgemäße Füllung/Füllungsgrad wird mit einer Drosselung der Schmelzeströmung am Austritt erreicht. Im einfachsten Fall reicht ein entsprechend klein gewählter Düsenquerschnitt schon aus, um die gewünschte Drosselung zu erreichen.
Der Düsenquerschnitt lässt sich zwar auch ändern, zum Beispiel durch auswechselbare Ringe mit unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten. Das ist regelmäßig mit einer Umbaumaßnahme verbunden. Eine einstellbare Drossel kann auch durch ein Drosselventil in Strömungsrichtung vor der Düse erreicht werden. Das Drosselventil kann beim Anfahren der Anlage solange ganz oder weitgehend geschlossen gehalten werden, bis sich ein gewünschter Füllungsgrad in dem Modul/Abschnitt (in Planetwalzenextruderbauart) gebildet hat. Dann ist es einfacher, kurzfristig zu einem stabilen Betrieb mit gewünschter Füllung/Füllungsgrad des Moduls/Abschnitts zu kommen.The filling / degree of filling according to the invention is achieved by throttling the melt flow at the outlet. In the simplest case, a correspondingly small nozzle cross-section is sufficient to achieve the desired throttling.
The nozzle cross-section can also be changed, for example by using exchangeable rings with different opening cross-sections. This is regularly associated with a renovation. An adjustable throttle can also be achieved by a throttle valve upstream of the nozzle in the direction of flow. When starting up the system, the throttle valve can be kept completely or largely closed until a desired degree of filling has formed in the module / section (in planetary roller extruder design). Then it is easier to achieve stable operation with the desired filling / filling level of the module / section in the short term.
Die gleiche Wirkung wie mit einem Drosselventil lässt sich mit einer drehzahlsteuerbaren Schmelzepumpe zwischen dem Kühlmodul/Abschnitt und der Austrittsdüse erreichen. Die Schmelzepumpe hat den zusätzlichen Vorteil, dass der Schmelzedruck in der Düse in weiten Grenzen verändert werden kann.The same effect as with a throttle valve can be achieved with a speed-controllable melt pump between the cooling module / section and the outlet nozzle. The melt pump has the additional advantage that the melt pressure in the nozzle can be changed within wide limits.
Eintrittsseitig kann die gewünschte Füllung/Füllungsgrad durch den Primärextruder oder einen dem Kühlextruderabschnitt/Modul im Sekundärextruder in Extrusionsrichtung vorgeordneten Extruderabschnitt/Modul erreicht werden. Der vorgeordnete Extruderabschnitt/Modul kann beliebige Bauart haben, vorzugsweise hat der vorgeordnete Extruderabschnitt/Modul die Bauart eines Einschneckenextruders. Dabei kann die Einschnecke verhältnismäßig kurz sein, zum Beispiel kann schon eine Länge von 1 bis 2 D ausreichen, wobei D der Schneckenaußendurchmesser ist. Die Einschnecke kann darüber hinaus in der oben erläuterten Form Bestandteil der Zentralspindel sein, die sich dann als Einschnecke durch den Extruderteil erstreckt, der dem Kühlmodul/Abschnitt vorgeschaltet ist.On the inlet side, the desired filling / degree of filling can be achieved by the primary extruder or an extruder section / module upstream of the cooling extruder section / module in the secondary extruder in the extrusion direction. The upstream extruder section / module can be of any design, preferably the upstream extruder section / module is of the design of a single-screw extruder. The single screw can be relatively short, for example a length of 1 to 2 D can be sufficient, D being the external screw diameter. The single screw can also be part of the central spindle in the form explained above, which then extends as a single screw through the extruder part, which is connected upstream of the cooling module / section.
Eintrittsseitig kann die Schmelze auch durch einen Seitenarmextruder in den Sekundärextruder eingespeist werden. Der Seitenarmextruder hat dabei vorzugsweise die Form eines Doppelschneckenextruders. Dabei kann der Schmelzeeintrag quer zur Gehäusemittelachse und durch das Gehäuse des Kühlmoduls/Kühlabschnitts erfolgen. Der Seitenarmextruder besitzt dann einen eigenen Antrieb. Vorzugsweise ist der Antrieb regelbar, so dass die Schmelzezuführung nach Bedarf gesteigert oder reduziert werden kann.On the inlet side, the melt can also be fed into the secondary extruder through a side arm extruder. The side arm extruder is preferably in the form of a twin screw extruder. The melt can be introduced transversely to the housing center axis and through the housing of the cooling module / cooling section. The side arm extruder then has its own drive. The drive can preferably be regulated so that the melt supply can be increased or reduced as required.
Seitenarmextruder sind zum Beispiel in folgenden Druckschriften beschrieben:
Anstelle des Seitenarmextruders können auch Schmelzepumpen für den Schmelzeeintrag in den Sekundärextruder verwendet werden.Instead of the side arm extruder, melt pumps can also be used to feed the melt into the secondary extruder.
Bei einem erfindungsgemäßen Kühlmodul/Abschnitt/Sekundärextruder ist es von Vorteil, möglichst wenig mechanische Energie während des Durchlaufes durch den Kühlextruder in die Schmelze einzutragen. Die eingetragene Energie müsste durch die Kühlung zusammen mit der überschüssigen Energie aus der vorhergehenden Schmelzeaufbereitung wieder abgeführt werden. Der Energieaufwand für die Bewegung der Zentralspindel und der umlaufenden Planetspindeln kann durch größeren Abstand der Planetspindeln auf deren Umlaufbahn reduziert werden. Während der Planetspindelabstand bei normaler Schmelzeaufbereitung, zum Beispiel bei der Kunststoffaufbereitung üblicherweise wesentlich kleiner als der halbe Planetspindelaußendurchmesser ist, ist nach der Erfindung für den Betrieb eines erfindungsgemäßen Kühlmoduls/Abschnitts/Sekundärextruders vorzugsweise ein Abstand zwischen zwei benachbarten Planetspindeln auf deren Umlaufbahn um die Zentralspindel vorgesehen, der mindestens gleich dem Außendurchmesser der Planetspindeln ist. Noch weiter bevorzugt ist der Abstand mindestens das 1,5fache des Planetspindelaußendurchmessers.
Durch den größeren Abstand der Planetspindeln ergibt sich eine stark reduzierte Planetspindelzahl. Die Erfindung berücksichtigt jedoch auch, dass mit der reduzierten Planetspindelzahl ein reduzierter Materialaustausch an den Kühlflächen des Planetwalzenextruderabschnitt/Moduls/Sekundärextruders einhergeht. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen den Planetspindeln deshalb nicht größer als das 2fache des Planetspindelaußendurchmessers.In the case of a cooling module / section / secondary extruder according to the invention, it is advantageous to introduce as little mechanical energy as possible into the melt as it passes through the cooling extruder. The energy introduced would have to be dissipated again through the cooling together with the excess energy from the previous melt preparation. The energy expenditure for the movement of the central spindle and the rotating planetary spindles can be reduced by increasing the distance between the planetary spindles on their orbit. While the planetary spindle distance in normal melt preparation, for example in plastic preparation, is usually much smaller than half the outer planetary spindle diameter, according to the invention a distance between two adjacent planetary spindles on their orbit around the central spindle is preferably provided for the operation of a cooling module / section / secondary extruder according to the invention, which is at least equal to the outer diameter of the planetary spindles. Even more preferably, the distance is at least 1.5 times the outer diameter of the planetary spindle.
The greater distance between the planetary spindles results in a greatly reduced number of planetary spindles. However, the invention also takes into account that the reduced number of planetary spindles is accompanied by a reduced exchange of material on the cooling surfaces of the planetary roller extruder section / module / secondary extruder. The distance between the planetary spindles is therefore preferably no greater than twice the outer diameter of the planetary spindle.
Nach der Erfindung wird die Kühlung so dosiert, dass die Schmelze im Tiefsten zwischen den Zähnen der Innenverzahnung im Gehäuse/Buchse sich nicht so verfestigt, dass sie die Drehung der bewegten Teile blockiert. Mit zunehmender Abkühlung wird die Schmelze im Regelfall zähflüssiger. Der Motor muss eine größere Leistung zur Einhaltung der gewünschten Drehzahl aufbringen. Das äußert sich in einer größeren Stromaufnahme des Motors. Deshalb lässt sich die Kühlung an Hand der Stromaufnahme des Antriebsmotors für den Kühlmodul/Abschnitt/Sekundärextruder kontrollieren/steuern. Das verhindert das Blockieren der bewegten Teile.According to the invention, the cooling is dosed in such a way that the melt in the deepest point between the teeth of the internal toothing in the housing / bushing does not solidify in such a way that it blocks the rotation of the moving parts. With increasing cooling, the melt usually becomes more viscous. The motor has to generate a greater power to maintain the desired speed. This manifests itself in a higher current consumption of the motor. Therefore, the cooling can be monitored / controlled on the basis of the power consumption of the drive motor for the cooling module / section / secondary extruder. This prevents the moving parts from jamming.
Sofern mit der vorstehenden Regelung/Einstellung die gewünschte Reduzierung der Schmelzetemperatur nicht erreicht wird, wird nach der Erfindung die Kühlstrecke verlängert und/oder die Verweilzeit der Schmelze in der Kühlung auf anderem Wege verlängert.
Die Verlängerung der Kühlstrecke erfolgt durch Verlängerung des Extruders. Bei modular aufgebautem Kühlextruder kann die Verlängerung auch durch Anbau eines weiteren Kühlmoduls erfolgen.
Dazu wird an das vorhandene Gehäuse eines Kühlmoduls ein weiteres Gehäuse so angebaut, dass sich überlange Planetspindeln durch beide Gehäuse oder noch mehr Gehäuse erstrecken können. Dabei können die Buchsen der Module mit Ihrer Verzahnung so ausgerichtet werden, dass eine überlange Planetspindel gleichzeitig mit der Innenverzahnung der einen Buchse und mit der Innenverzahnung der anderen Buchse kämmen kann.
Nach der Erfindung wird dann vorzugsweise genutzt, dass die Innenverzahnung der Buchsen eine ganze Zähnezahl besitzt (an der Innenfläche der Buchse sind umlaufend ganze Zähne nebeneinander angeordnet, die parallel zueinander von einem Buchsenende zum anderen Buchsenende verlaufen). Um einen einwandfreien Eingriff der Planetspindel in die Innenverzahnung benachbarter Buchsen zu bewirken, werden die Buchsen auf einen bestimmten Abstand gebracht, bei dem die Planetspindeln gleichzeitig in die Verzahnung beider Buchsen greifen. Ausgehend von einer immer gleicher Position der Buchsen in den Modulgehäusen kann der Abstand aus der Steigung der Zähne und deren Abmessungen berechnet werden kann.If the desired reduction in melt temperature is not achieved with the above regulation / setting, the cooling section is lengthened and / or the residence time of the melt in the cooling system is lengthened in another way, according to the invention.
The cooling section is lengthened by lengthening the extruder. In the case of a modular cooling extruder, the extension can also be carried out by adding a further cooling module.
For this purpose, a further housing is attached to the existing housing of a cooling module in such a way that overlong planetary spindles can extend through both housings or even more housings. The sockets of the modules can be aligned with their teeth so that an overlong planetary spindle can mesh with the internal teeth of one socket and the internal teeth of the other socket at the same time.
According to the invention, it is then preferably used that the internal toothing of the sockets has a whole number of teeth (whole teeth are arranged circumferentially next to one another on the inner surface of the socket and run parallel to one another from one socket end to the other socket end). In order to bring about a perfect engagement of the planetary spindle in the internal toothing of adjacent bushings, the bushings are brought to a certain distance at which the planetary spindles engage in the toothing of both bushings at the same time. Assuming that the sockets in the module housings are always in the same position, the distance can be calculated from the pitch of the teeth and their dimensions.
Der Abstand lässt sich auch empirisch ermitteln, indem zum Beispiel
- -zunächst die Zentralspindel am Extruderantrieb montiert wird,
- -dann von den vorgesehenen Planetwalzenextrudermodulen das in Extrusionsrichtung erste Gehäuse montiert wird,
- -dann das in Extrusionsrichtung nächste (zweite) Gehäuse über die Zentralspindel geschoben wird,
- -dann zwischen die Zentralspindel und das zweite Gehäuse eine Planetspindel (besser mehrere, um die Zentralspindel gleichmäßig verteilte Planetspindeln) geschoben wird, bis die Planetspindel an die Buchse des zweiten Gehäuses stößt
- -dann der Abstand der Gehäuse unter Drehung der Planetspindel verändert wird, bis die Planetspindel mit einem Zahn in die Verzahnung der Buchse des ersten Gehäuses greift.
- -first, the central spindle is mounted on the extruder drive,
- -then from the planned planetary roller extruder modules the first housing in the extrusion direction is mounted,
- -then the next (second) housing in the extrusion direction is pushed over the central spindle,
- Then a planetary spindle (better several planetary spindles evenly distributed around the central spindle) is pushed between the central spindle and the second housing until the planetary spindle hits the socket of the second housing
- -then the distance between the housing is changed by rotating the planetary spindle until the planetary spindle engages with a tooth in the toothing of the socket of the first housing.
Der sich dabei ergebende Abstand der Buchsen kann für die Fertigung eines Zwischenstückes genutzt werden, mit dem der Zwischenraum zwischen beiden beabstandeten Buchsen in axialer Richtung ganz und in radialer Richtung mindestens teilweise geschlossen wird. Der Abstand zwischen den Buchsen bestimmt die axiale Länge eines Zwischenstückes zwischen beiden Gehäusen. Das Zwischenstück kann verzahnungsfrei die umlaufenden Planetspindeln umgeben. Das Zwischenstück kann aber wie die Buchsen innen verzahnt sein und die Lücke zwischen beiden Buchsen so überbrücken, dass eine Verzahnungslänge wie bei einer einteiligen Buchse entsteht, auf der die beiden oben beschriebenen Gehäuse aufgeschrumpft sind
- -dann werden die benachbarten Gehäuse an den Flanschen miteinander verspannt, so dass das Zwischenstück zwischen den benachbarten Gehäuseenden eingespannt wird.
- -then the adjacent housings are clamped together at the flanges, so that the intermediate piece is clamped between the adjacent housing ends.
Ein für eine Baugröße ermitteltes Zwischenstück kann in der Ausführung auch für gleiche andere Planetwalzenextrudermodule genutzt werden.An intermediate piece determined for one size can also be used in the design for the same other planetary roller extruder modules.
Nach der Erfindung kann auch zweckmäßig sein,
- -zwei Modulgehäuse auf einer überlangen Buchse aufzuschrumpfen. Das kann mit Zwischenstück oder ohne Zwischenstück erfolgen. Das Zwischenstück hätte dann vorzugsweise die Aufgabe, die Buchsen in der Lücke zwischen den aufgeschrumpften Gehäusen vor Biegelasten und anderen Lasten zu schützen.
- -Two module housings to be shrunk onto an overlong socket. This can be done with or without an adapter. The intermediate piece would then preferably have the task of protecting the sockets in the gap between the shrunk-on housings from bending loads and other loads.
Wahlweise kann auch ein Extruderabschnitt, der einer früher gewünschten Kühlstrecke angepasst war, zur Verlängerung mit einem Kühlmodul kombiniert werden. Dann wird der zu verlängernde Extruderabschnitt wie ein Extrudermodul behandelt.Optionally, an extruder section, which was adapted to a previously desired cooling section, can be combined with a cooling module for extension. Then the extruder section to be extended is treated like an extruder module.
Der in oben beschriebener Weise verlängerte Kühlextruderabschnitt/Modul bedarf auch einer verlängerten Zentralspindel. Die verlängerte Zentralspindel kann eine Sonderanfertigung beinhalten. Es ist auch möglich, die bisherige Zentralspindel zu verlängern, wenn die Zentralspindel ihrerseits aus Abschnitten zusammen gesetzt ist. Die Abschnitte sind dann vorzugsweise aus Hülsen zusammen gesetzt, die mit einem Zuganker gegeneinander verspannt werden. Dabei muss das Drehmoment nicht allein durch den Reibungsschluss zwischen den Hülsen übertragen werden. Die Hülsen können zusätzlich einen Formschluss besitzen, indem sie an einem Ende mit einem Gewindezapfen und am andern Ende mit einem Gewindeloch versehen sind, so dass die einen Hülsen mit dem Zapfen in das Gewindeloch der anderen Hülse geschraubt werden können.The cooling extruder section / module extended in the manner described above also requires an extended central spindle. The extended central spindle can contain a custom-made product. It is also possible to extend the previous central spindle if the central spindle itself is composed of sections. The sections are then preferably made up of sleeves which are braced against one another with a tie rod. The torque does not have to be transmitted through the frictional connection between the sleeves alone. The sleeves can also have a positive fit in that they are provided with a threaded pin at one end and a threaded hole at the other end, so that one of the sleeves with the pin can be screwed into the threaded hole of the other sleeve.
Ein anderer Weg zur Verlängerung der Verweilzeit sieht vor, dass die Schmelze in dem Kühlextruder/Abschnitt/Modul/Sekundärextruder entsprechend lang umgewälzt wird und dabei nur ein entsprechend kleiner Teil der Schmelze zugeführt und abgeführt wird.
Die Umwälzung kann bei entsprechend hohem Hohlraumvolumen durch die Zentralspindel und die umlaufenden Planetspindeln bewirkt werden, indem der Schmelzeintrag und der Schmelzeaustrag geregelt werden. Der Austrag kann mit einem Ventil gut geregelt werden.
Die Umwälzung kann bei üblichem Füllungsgrad des Planetwalzenextruders erfolgen. Vorzugsweise wird jedoch mit einem möglichst höhen Füllungsgrad gearbeitet. Je größer der Füllungsgrad ist, desto größer wird die Schmelzmenge im Extruder.Another way of extending the residence time provides that the melt is circulated in the cooling extruder / section / module / secondary extruder for a correspondingly long time and only a correspondingly small part of the melt is fed and removed.
With a correspondingly high cavity volume, the circulation can be brought about by the central spindle and the revolving planetary spindles by regulating the melt entry and the melt discharge. The discharge can be well regulated with a valve.
The circulation can take place with the usual degree of filling of the planetary roller extruder. Preferably, however, the highest possible degree of filling is used. The greater the degree of filling, the greater the amount of melt in the extruder.
Zur Verringerung der Förderwirkung des Planetwalzenextruders können auch Planetspindeln in dem erfindungsgemäßen
Kühlextruderabschnitt/Modul/Sekundärextruder Verwendung finden, die ganz oder teilweise als Noppenspindeln oder als Transportspindeln oder als Igelspindeln ausgebildet sind. Mit solchen Spindeln wird weniger mechanische Energie in die Schmelze eingetragen, die im Wege der Kühlung wieder ausgetragen werden muss.To reduce the conveying effect of the planetary roller extruder, planetary spindles can also be used in the inventive
Cooling extruder section / module / secondary extruder are used which are designed wholly or partially as knob spindles or as transport spindles or as hedgehog spindles. With such spindles, less mechanical energy is introduced into the melt, which has to be discharged again by means of cooling.
Bei der Ausbildung als Noppenspindeln unterscheiden sich die Planetspindeln von Planetspindeln in Normalverzahnung dadurch, dass nach Schneiden der üblichen Normalverzahnung zusätzlich gegenläufige Zähne in die Planetspindeln geschnitten werden, welche die vorher geschnittenen Zähne kreuzen. Dadurch bleiben Noppen als Zahnbesatz übrig. Die Noppenverzahnung ist beschrieben in der
Die Transportspindeln unterscheiden sich von Planetspindeln in Normalverzahnung dadurch, dass nach Schneiden der üblichen Normalverzahnung einzelne Zähne ganz oder teilweise aus den Planetspindeln herausgearbeitet werden. Dabei kann die Zähnezahl einer Planetspindel bis auf drei Zähne und sogar bis auf einen Zahn reduziert werden. Solange mehrere Zähne von dem Zahnbesatz einer Noppenspindel verbleiben, sind die Zähne vorzugsweise gleichmäßig am Umfang der Noppenspindel verteilt. Überraschenderweise kann jedoch eine Noppenspindel mit einem einzigen Zahn verwendet werden, weil der einzige Zahn aufgrund der Schrägverzahnung sich wie ein Gewindegang um die Planetspindel herumwindet. Die Transportspindeln sind in der Patentanmeldungen
Die Igelspindeln entstehen dadurch, daß in normal verzahnte Planetspindeln in Abständen Nuten eingearbeitet werden, die in seitlicher Ansicht der Planetspindeln senkrecht zu deren Längsachse verlaufen.The hedgehog spindles are created in that grooves are worked into normal toothed planetary spindles at intervals, which in a lateral view of the planetary spindles run perpendicular to their longitudinal axis.
Zu der erfindungsgemäßen Schmelzekühlung im Kühlextruderabschnitt/Modul/Sekundärextruder kann auch eine reduzierte Drehzahl der Zentralspindel beitragen. Für die reduzierte Drehzahl wird weniger Motorleistung benötigt. Das heißt, es wird weniger Energie in die Schmelze eingetragen, die anschließend durch Kühlung wieder entfernt werden muss. Die übliche Drehzahl der Zentralspindel beträgt je nach Baugröße des Planetwalzenextruders
Erfindungsgemäß wird die Motordrehzahl in Abhängigkeit von dem Material und dessen Viskosität beim Extrudieren um mindestens 10%, vorzugsweise um mindestens 20%, noch weiter bevorzugt um mindestens 30% und höchst bevorzugt um mindestens 40% reduziert.According to the invention, depending on the material and its viscosity during extrusion, the motor speed is reduced by at least 10%, preferably by at least 20%, even more preferably by at least 30% and most preferably by at least 40%.
Bei allen erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Reduzierung des Energieeintrages kann die Verwendung einer Schmelzpumpe oder eines Seitenarmextruders, aber auch eine vorgeschalteten Einschnecke von Vorteil sein. Mit der Schmelzepumpe, dem Seitenarmextruder und der vorgeschalteten Einschnecke kann in dem Kühlmodulextruderabschnitt/Modul/Sekundärextruder ein Druck erzeugt werden,
- -der auch zusammen mit einer geringen Förderwirkung der Planetwalzenextruderteile in dem Kühlmodul noch einen ausreichenden Schmelzetransport in dem Kühlmodul/Abschnitt sicher stellt
- -der auch ohne nennenswerte Förderwirkung der Planetwalzenextruderteile noch einen ausreichenden Schmelzetransport in dem Kühlmodul/Abschnitt sicher stellt
- -der mit einer Förderrichtung, die gegen die Förderwirkung der Planetwalzenextruderteile gerichtet ist (entgegen gerichtete Förderwirkung), deren Förderwirkung überwindet und einen ausreichenden Schmelzetransport durch den Kühlmodul/Abschnitt sicher stellt(wird als Überfahren der Planetwalzenextruderteile bezeichnet).
- -which, together with a low conveying effect of the planetary roller extruder parts in the cooling module, still ensures sufficient melt transport in the cooling module / section
- -which ensures sufficient melt transport in the cooling module / section even without a significant conveying effect of the planetary roller extruder parts
- -the one with a conveying direction that is directed against the conveying effect of the planetary roller extruder parts (opposing conveying effect), overcomes their conveying effect and ensures sufficient melt transport through the cooling module / section (referred to as passing over the planetary roller extruder parts).
Eine entgegen gerichtete Förderwirkung der Planetwalzenextruderteile bewirkt eine stärkere Mischung der Schmelze. Die entgegen gerichtete Förderwirkung der Planetwalzenextruderteile kann bei herkömmlichem Eintrag der Schmelze am antriebsseitigen Ende des Extruders erreicht werden, wenn die Förderrichtung des Extruders umgekehrt wird. Im einfachsten Fall kann dazu eine Umkehrung der Drehrichtung ausreichen.
Zugleich wird entweder der Pumpendruck so groß gehalten, dass die Planetspindeln an den bisherigen Gleitringen anliegen, oder die Gleitringe werden bei niedrigerem Pumpendruck am gegenüber liegenden Ende der Planetspindeln im Extruder angeordnet, so dass die Planetspindeln unter dem Druck der Zentralspindeln wieder an Gleitringen anliegen.
Im Falle der Verwendung eines Seitenarmextruders anstelle einer Pumpe gilt Entsprechendes.An opposing conveying effect of the planetary roller extruder parts causes a stronger mixing of the melt. The opposing conveying effect of the planetary roller extruder parts can be achieved with conventional introduction of the melt at the drive-side end of the extruder if the conveying direction of the extruder is reversed. In the simplest case, reversing the direction of rotation can be sufficient.
At the same time, either the pump pressure is kept so high that the planetary spindles are in contact with the previous sliding rings, or the sliding rings are arranged at the opposite end of the planetary spindles in the extruder when the pump pressure is lower, so that the planetary spindles again rest against the sliding rings under the pressure of the central spindles.
The same applies if a side arm extruder is used instead of a pump.
Vorzugsweise wird bei entgegen gerichteter Förderwirkung die bisherige Förderrichtung des Planetwalzenextruders beibehalten, so dass der Planetwalzenextruder weiter in Richtung seines Austragendes fördert. Die Pumpe wird jedoch nicht mehr antriebsseitig sondern am gegenüberliegenden Extruderende angeordnet, vorzugsweise vor dem Austragende. Durch das frühere Austragende wird keine gekühlte Schmelze mehr ausgetragen. Vielmehr wird die zu kühlende Schmelze durch dieses Ende eingetragen. Zum Austragen der Schmelze ist dann antriebsseitig eine Öffnung im Planetwalzenextrudergehäuse vorgesehen. Bei entsprechend hohen Pumpendruckes können die Planetspindeln dann mit dem antriebsseitigen Planetspindelende an den antriebsseitig angeordneten Gleitringen gleiten. Bei geringerem Pumpendruck können die Planetspindeln mit dem gegenüberliegenden Ende wie bisher an Gleitringen gleiten.
Bei Verwendung eines Seitenarmextruders anstelle einer Pumpe wird das bisherige Austragende des Extruders mit einem Deckel verschlossen. Im Übrigen ergeben sich die gleichen Verhältnisse wie bei Verwendung einer Pumpe.If the conveying action is directed in the opposite direction, the previous conveying direction of the planetary roller extruder is preferably retained, so that the planetary roller extruder continues to convey in the direction of its discharge end. However, the pump is no longer arranged on the drive side but at the opposite end of the extruder, preferably in front of the discharge end. Due to the earlier discharge, no more cooled melt is discharged. Rather, the melt to be cooled is entered through this end. To discharge the melt, an opening is then provided in the planetary roller extruder housing on the drive side. At a correspondingly high pump pressure, the planetary spindles can then slide with the planetary spindle end on the drive side on the slide rings arranged on the drive side. When the pump pressure is lower, the opposite end of the planetary spindles can slide on slide rings as before.
When using a side arm extruder instead of a pump, the previous discharge end of the extruder is closed with a lid. Otherwise, the same conditions result as when using a pump.
Auf die Strömungsverhältnisse im Extruder können verschiedene Faktoren Einfluss nehmen. Dazu gehören insbesondere
- -Ausbildung der Planetspindeln
- -Abstand der Planetspindeln. Je größer der Abstand ist, desto stärker wird der Einfluß der Pumpe. Vorzugsweise in ein Abstand von mindestens 1D, noch weiter bevorzugt von mindestens 2D vorgesehen, wobei D der Außendurchmesser der Planetspindeln ist.
- -Druckverhältnisse
- -Training of the planetary spindles
- -Distance between the planetary spindles. The greater the distance, the greater the influence of the pump. Preferably provided at a distance of at least 1D, even more preferably of at least 2D, where D is the outer diameter of the planetary spindles.
- -Pressure ratios
Die verwendeten Pumpen und Seitenarmextruder sind vorzugsweise in der Drehzahl regelbar. Das erlaubt eine Regelung der Schmelzezuführung. Vorzugsweise ist am Schmelzeaustrag ein regelbares Ventil, wahlweise auch eine Pumpe vorgesehen. In die Regelung sind auch ein drehzahlregelbarer Antrieb für den Planetwalzenextruder und eine Messung der Stromaufnahme sowie eine Temperaturmessung eingeschlossen. Vorzugsweise findet die Temperaturmessung an verschiedenen Stellen des Extruders statt. Mit der Temperaturmessung lassen sich alle Faktoren des Kühlvorganges optimieren, zum Beispiel die Antriebsdrehzahl für den Planetwalzenextruderabschnitt/Modul/Sekundärextruder, die Schmelzezuführung, der Schmelzaustrag, die Kühltemperatur des Kühlmittels.The pumps and side arm extruders used are preferably adjustable in speed. This allows the melt feed to be regulated. A controllable valve, optionally also a pump, is preferably provided at the melt discharge. A speed-adjustable drive for the planetary roller extruder and a measurement of the power consumption as well as a temperature measurement are also included in the control. The temperature measurement preferably takes place at different points on the extruder. With the temperature measurement, all factors of the cooling process can be optimized, for example the drive speed for the planetary roller extruder section / module / secondary extruder, the melt supply, the melt discharge, the cooling temperature of the coolant.
Der Kühlmodul/Abschnitt bietet eine besonders vorteilhafte Kühlung, wenn das Kühlmittel zwischen der Buchse und dem umgebenden Gehäuse in Kanälen geführt ist, welche wie Gewindegänge an der Buchsen-Oberfläche verlaufen und das Kühlmittel zugleich in axialer Richtung der Buchse führenThe cooling module / section offers particularly advantageous cooling when the coolant is guided between the socket and the surrounding housing in channels which run like threads on the socket surface and at the same time guide the coolant in the axial direction of the socket
Nach der Erfindung finden dabei vorzugsweise Buchsen Anwendung, die im Tiefsten zwischen ihren Zähnen der Innenverzahnung und dem Kühlmittel in Abhängigkeit von der Baugröße des Extruders folgende Materialdicke in Millimeter (mm) aufweist
Als Baugröße wird der Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung im Gehäuse/Buchse angesehen. Die vorstehenden Maße sollen sowohl dann Anwendung finden,
- -wenn die Kanäle in die Innenwand des Gehäuses eingearbeitet sind,
- -als auch wenn die Kanäle in die Außenfläche der Buchse eingearbeitete sind. Dann kommt es auf den geringsten Abstand zwischen dem Tiefsten zwischen den Zähnen und dem Tiefsten der Kanäle an.
- -if the channels are worked into the inner wall of the housing,
- -as well as if the channels are machined into the outer surface of the socket. Then it comes down to the smallest distance between the deepest point between the teeth and the deepest point of the canals.
Solche dünnen Buchsen sind durch Anwendung einer Funkenerosionstechnik bei der Herstellung der Innenverzahnung möglich, wie sie beschrieben ist in
Vorzugsweise sind die Buchsen außen mit Nuten versehen. Die Buchsen können ebenso wie die Innenverzahnung durch Funkenerosion mit den kanalbildenden Nuten versehen werden. Wenn die Nuten jedoch vor der Innenverzahnung hergestellt werden, lassen sich die Nuten auch auf einer Drehbank oder Fräsbank einarbeiten.The bushings are preferably provided with grooves on the outside. The bushings, like the internal teeth, can be provided with the channel-forming grooves by means of spark erosion. However, if the grooves are made before the internal toothing, the grooves can also be machined on a lathe or milling bench.
In den kanalbildenden Nuten fließt das Kühlmittel von einem Buchsenende zum anderen Buchsenende. Die Nuten verlaufen mit einer Steigung zur Buchsenmittelachse wie die Innenverzahnung. Die Steigung der Nuten kann die gleiche wie die der Innenverzahnung sein. Die Steigung kann jedoch auch größer oder kleiner sein. Die Nuten können wie die Innenverzahnung mehrgängig sein. Bei der Mehrgängigkeit verlaufen mehrere Kanäle nebeneinander auf der Buchse. Je mehr Gänge vorgesehen ist, desto besser wird das Kühlmittel geführt.In the channel-forming grooves, the coolant flows from one end of the socket to the other end of the socket. The grooves run with a slope to the central axis of the bushing like the internal teeth. The pitch of the grooves can be the same as that of the internal teeth. However, the slope can also be larger or smaller. Like the internal toothing, the grooves can be multi-threaded. With multiple threads, several channels run next to each other on the socket. The more gears there are, the better the coolant is guided.
Im Falle der in die Buchsenaußenfläche eingearbeiteten Kanäle bezieht sich die vorstehenden Dickenangaben auf die geringste Materialdicke, die sich zwischen dem Tiefsten der außen an den Buchsen vorgesehenen Nuten/Kanäle und dem Tiefsten zwischen zwei Zähnen der Innenverzahnung der Buchsen findet.In the case of the channels incorporated into the outer surface of the bushing, the above thickness information relates to the lowest material thickness between the deepest of the grooves / channels provided on the outside of the bushes and the deepest between two teeth of the internal toothing of the bushings.
Mit den außen genuteten Buchsen korrespondieren Gehäuse mit einer glatten Innenbohrung zur Aufnahme der Buchsen. Nach der Montage der Buchsen im Gehäuse sind die Nuten außen geschlossen, so dass geschlossene Kanäle entstanden sind. Die Montage erfolgt vorzugsweise durch Aufschrumpfen der Gehäuse auf den Buchsen.The housings with a smooth inner bore to accommodate the bushes correspond to the externally grooved bushings. After mounting the sockets in the housing, the grooves are closed on the outside so that closed channels have arisen. The assembly is preferably carried out by shrinking the housing onto the sockets.
Die erfindungsgemäß dünnen Buchsen haben für die Kühlung eine große Bedeutung. Sie verkürzen den Wärmefluss, so dass sich die Temperatur schneller und damit genauer regeln lässt.The thin bushings according to the invention are of great importance for cooling. They shorten the flow of heat so that the temperature can be regulated more quickly and therefore more precisely.
Für die Temperierung ist außerdem günstig, wenn eine Vielzahl von Kanälen sich an der Außenfläche der Buchsen entlang windet. Dadurch können die Buchsen gleichmäßig temperiert werden. Je größere die dabei zu transportierende Wärmemenge ist, desto größer wird der Temperaturunterschied zwischen dem Kühlmittel und dem Extrusionsgut im Extruder gewählt. Ferner kann mit der Fließgeschwindigkeit des Kühlmittels Einfluss auf die Kühlung genommen werden.It is also beneficial for the temperature control if a large number of channels wind along the outer surface of the sockets. This allows the sockets to be tempered evenly. The greater the amount of heat to be transported, the greater the temperature difference between the coolant and the material to be extruded in the extruder. Furthermore, the cooling can be influenced by the flow rate of the coolant.
Vorzugsweise wird die Kühlung zwischen den Buchsen und dem umgebenden Gehäuse mit einer Kühlung der Zentralspindel ergänzt.
Dazu besitzt die Zentralspindel vorzugsweise zwei konzentrisch ineinander angeordnete Rohre, zwischen denen ein Ringraum besteht. Das äußere Rohr ist außen mit einer Verzahnung versehen oder trägt eine oder mehrere außen verzahnte Hülsen, welche zusammen die Verzahnung der Zentralspindel bilden. Das innere Rohr wird von einem Anker durchdrungen, mit dem die Zentralspindel an dem Abtriebszapfen des Antriebes verspannt ist.The cooling between the bushings and the surrounding housing is preferably supplemented with cooling of the central spindle.
For this purpose, the central spindle preferably has two tubes arranged concentrically one inside the other, between which there is an annular space. The outer tube is provided with a toothing on the outside or carries one or more externally toothed sleeves, which together form the toothing of the central spindle. The inner tube is penetrated by an armature with which the central spindle is clamped to the output pin of the drive.
Die Kühlung der Zentralspindel wird vorzugsweise mit dem gleichen Kühlmittel wie die Kühlung zwischen der Buchse und dem umgebenden Gehäuse bewirkt. Das Kühlmittel kann durch das innere Rohr zur Zentralspindelspitze und durch den Zwischenraum zwischen äußerem Rohr und innerem Rohr wieder zurückströmen. Oder das Kühlmittel kann durch den Zwischenraum zwischen äußerem Rohr und innerem Rohr zur Zentralspindelspitze strömen und von dort durch das innere Rohr wieder zurückströmen.The central spindle is preferably cooled with the same coolant as the cooling between the bushing and the surrounding housing. The coolant can flow back through the inner tube to the central spindle tip and through the space between the outer tube and the inner tube. Or the coolant can flow through the space between the outer tube and the inner tube to the central spindle tip and from there flow back through the inner tube.
Als Kühlmittel wird vorzugsweise Wasser verwendet, soweit möglich.As far as possible, water is preferably used as the coolant.
Bei höheren Temperaturen, für die Wasser als Temperierungsmittel nicht mehr geeignet ist, kommt Öl zum Einsatz. Bei niedrigen Temperatur wir vorzugsweise Wasser verwendet, dem ein Frostschutzmittel wie bspw. Glycol zugemischt ist. Bei Temperaturen unter Null Grad Celsius kann auch ein Öl wie zum Beispiel Siliconöl Anwendung finden.At higher temperatures, for which water is no longer suitable as a temperature control medium, oil is used. At low temperatures, we prefer to use water with an anti-freeze agent such as glycol added. An oil such as silicone oil can also be used at temperatures below zero degrees Celsius.
Die Rückkühlung des Kühlmittels hängt von der Temperatur des aus dem Extruder wieder austretenden Kühlmittels ab. Bei hoher Temperatur kann die Rückkühlung mittels eines Wärmetauschers erfolgen, der mit Umgebungsluft durchströmt wird. Bei niedrigen Temperaturen findet die Rückkühlung mit einem Verdampfer statt, der mit hochgespanntem Gas betrieben wird.The recooling of the coolant depends on the temperature of the coolant exiting the extruder. At high temperatures, re-cooling can take place by means of a heat exchanger through which ambient air flows. At low temperatures, re-cooling takes place with an evaporator that is operated with high-pressure gas.
Nach der Erfindung kann jeder gewünschte Temperaturverlauf über der Länge der Kühlstrecke eingehalten werden, indem über die Länge der Kühlstrecke mehrere Kühlkreise in Extrusionsrichtung des Planetwalzenextruders hintereinander angeordnet sind. Dazu können die von einem Ende des Kühlmoduls/Abschnitts bis zum anderen Ende des Kühlmoduls/Abschnitts führenden Kanäle in einzelne Kanalabschnitte unterteilt sein und ist jedem Kanalabschnitt ein eigenes Kühlgerät zugeordnet, so dass die verschiedenen Kanalabschnitte unterschiedlich mit Temperierungsmittel beaufschlagt werden können. Das heißt, es kann in jedem der Abschnitte mit einer anderen gewünschten Temperatur gearbeitet werden. Im Falle einer Kühlung mit Wasser, ist jeder Kanalabschnitt mit einem eigenen Wasserkreislauf versehen. Im Falle von Öl als Kühlmittel hat jeder Abschnitt seinen eigenen Ölkreislauf. Im Regelfall ist eine Kühlung mit Wasser ausreichend, weil die Ausgangstemperatur des Extrusionsgutes entsprechend hoch ist.According to the invention, any desired temperature profile can be maintained over the length of the cooling section in that several cooling circuits are arranged one behind the other in the extrusion direction of the planetary roller extruder over the length of the cooling section. For this purpose, the ducts leading from one end of the cooling module / section to the other end of the cooling module / section can be divided into individual duct sections and each duct section is assigned its own cooling device so that the different duct sections can be supplied with different temperature control agents. This means that it is possible to work with a different desired temperature in each of the sections. In the case of cooling with water, each channel section is provided with its own water circuit. In the case of oil as the coolant, each section has its own oil circuit. As a rule, cooling with water is sufficient because the initial temperature of the extruded material is correspondingly high.
Wenn das Extrusionsgut aber schon eine, Temperatur aufweist, bei der die Kühlwassertemperatur zur Erzeugung eines ordentlichen Temperaturgefälles zweckmäßigerweise eine Temperatur unter Null Grad Celsius besitzen sollte, um ein ordentliches Temperaturgefälle zwischen Extrusionsgut und Kühlwasser zu erzeugen, so kann das Wasser mit Glykol oder dergleichen versetzt sein, um ein Gefrieren in den Leitungen zu vermeiden. Bei noch tieferen Temperaturen des Extrusionsgutes kann der Einsatz von Silikonöl oder dergleichen zweckmäßig sein.
Die Rückkühlung des im Kühlextruder erwärmten, mit Glykol versetzten Kühlwassers erfolgt in einem Wärmetauscher, der mit hoch gespanntem Gas betrieben wird, das im Wärmetauscher entspannt wird.However, if the extrusion already has a temperature at which the cooling water temperature should expediently have a temperature below zero degrees Celsius to generate a proper temperature gradient in order to generate a proper temperature gradient between extrusion and cooling water, the water can be mixed with glycol or the like to avoid freezing in the pipes. At even lower temperatures of the extruded material, the use of silicone oil or the like can be expedient.
The cooling water, which is heated in the cooling extruder and mixed with glycol, is recooled in a heat exchanger that is operated with high-pressure gas that is expanded in the heat exchanger.
Die Herstellung eines Kühlmoduls/Abschnitts mit größerer Länge ist nach der Erfindung möglich, weil die zugehörige Innenverzahnung mit der Funkenerosionstechnik hergestellt werden kann. Die Funkenerosionstechnik zur Herstellung der Innenverzahnungen für überlange Planetwalzenextrudermodule ist beschrieben in der
Mit herkömmlicher Technik, bei der die Innenverzahnung gezogen wird, werden die Innengewinde mit zunehmender Länge immer schlechter. Mit solcher Technik lassen sich in der Praxis nur kurze Planetwalzenextruderabschnitte/Module mit ausreichender Qualität herstellen.The production of a cooling module / section with a greater length is possible according to the invention, because the associated internal toothing can be produced using spark erosion technology. the Spark erosion technology for the production of internal gears for extra-long planetary roller extruder modules is described in
With conventional technology, in which the internal toothing is pulled, the internal threads get worse and worse the longer they are. With such a technology, only short planetary roller extruder sections / modules of sufficient quality can be produced in practice.
Wie oben beschrieben lassen sich gleichwohl aus kurzen Planetwalzenextrudermodulen/Abschnitten durch Aneinandersetzen mehrerer Module/Abschnitte längere Kühlstrecken herstellen. Dabei können die Buchsen der Module/Abschnitte mit Ihrer Verzahnung so ausgerichtet werden, dass eine überlange Planetspindel gleichzeitig mit der Innenverzahnung der einen Buchse und mit der Innenverzahnung der anderen Buchse kämmen kann.As described above, longer cooling sections can be produced from short planetary roller extruder modules / sections by juxtaposing several modules / sections. The sockets of the modules / sections can be aligned with their teeth so that an overlong planetary spindle can mesh with the internal teeth of one socket and the internal teeth of the other socket at the same time.
Nach der Erfindung wird dabei genutzt, dass die Innenverzahnung der Buchsen eine ganze Zähnezahl besitzt (an der Innenfläche der Buchse sind umlaufend ganze Zähne nebeneinander angeordnet, die parallel zueinander von einem Buchsenende zum anderen Buchsenende verlaufen). Um einen einwandfreien Eingriff der Planetspindel in die Innenverzahnung benachbarter Buchsen zu bewirken, werden die Buchsen auf einen bestimmten Abstand gebracht, bei dem die Planetspindeln gleichzeitig in die Verzahnung beider Buchsen greifen. Ausgehend von einer immer gleicher Position der Buchsen in den Modulgehäusen kann der Abstand aus der Steigung der Zähne und deren Abmessungen berechnet werden kann.According to the invention, use is made of the fact that the internal toothing of the sockets has a whole number of teeth (whole teeth are arranged circumferentially next to one another on the inner surface of the socket and run parallel to one another from one socket end to the other socket end). In order to bring about a perfect engagement of the planetary spindle in the internal toothing of adjacent bushings, the bushings are brought to a certain distance at which the planetary spindles engage in the toothing of both bushings at the same time. Assuming that the sockets in the module housings are always in the same position, the distance can be calculated from the pitch of the teeth and their dimensions.
Der Abstand lässt sich auch empirisch ermitteln, indem zum Beispiel
- -zunächst die Zentralspindel am Extruderantrieb montiert wird,
- -dann von den vorgesehenen Planetwalzenextrudermodulen das in Extrusionsrichtung erste Gehäuse montiert wird,
- -dann das in Extrusionsrichtung nächste (zweite) Gehäuse über die Zentralspindel geschoben wird,
- -dann zwischen die Zentralspindel und das zweite Gehäuse eine Planetspindel (besser mehrere, um die Zentralspindel gleichmäßig verteilte Planetspindeln) geschoben wird, bis die Planetspindel an die Buchse des zweiten Gehäuses stößt
- -dann der Abstand der Gehäuse unter Drehung der Planetspindel verändert wird, bis die Planetspindel mit einem Zahn in die Verzahnung der Buchse des ersten Gehäuses greift. Der sich dabei ergebende Abstand der Buchsen kann für die Fertigung eines Zwischenstückes genutzt werden, mit dem der Zwischenraum zwischen beiden beabstandeten Buchsen in axialer Richtung ganz und in radialer Richtung mindestens teilweise geschlossen wird. Der Abstand zwischen den Buchsen bestimmt die axiale Länge eines Zwischenstückes zwischen beiden Gehäusen. Das Zwischenstück kann verzahnungsfrei die umlaufenden Planetspindeln umgeben. Das Zwischenstück kann aber wie die Buchsen innen verzahnt sein und die Lücke zwischen beiden Buchsen so überbrücken, dass eine Verzahnungslänge wie bei einer einteiligen Buchse entsteht, auf der die beiden oben beschriebenen Gehäuse aufgeschrumpft sind
- -dann werden die benachbarten Gehäuse an den Flanschen miteinander verspannt, so dass das Zwischenstück zwischen den benachbarten Gehäuseenden eingespannt wird.
- -first, the central spindle is mounted on the extruder drive,
- -then from the planned planetary roller extruder modules the first housing in the extrusion direction is mounted,
- -then the next (second) housing in the extrusion direction is pushed over the central spindle,
- Then a planetary spindle (better several planetary spindles evenly distributed around the central spindle) is pushed between the central spindle and the second housing until the planetary spindle hits the socket of the second housing
- -then the distance between the housing is changed by rotating the planetary spindle until the planetary spindle engages with a tooth in the toothing of the socket of the first housing. The resulting spacing of the sockets can be used to manufacture an intermediate piece with which the gap between the two spaced sockets is completely closed in the axial direction and at least partially closed in the radial direction. The distance between the sockets determines the axial length of an intermediate piece between the two housings. The intermediate piece can surround the rotating planetary spindles without teeth. The intermediate piece, like the sockets, can be internally toothed and bridge the gap between the two sockets in such a way that a toothing length is created as in a one-piece socket on which the two housings described above are shrunk
- -then the adjacent housings are clamped together at the flanges, so that the intermediate piece is clamped between the adjacent housing ends.
Nach der Erfindung kann auch von Vorteil sein,
- -zwei Modulgehäuse auf einer überlangen Buchse aufzuschrumpfen. Das kann mit Zwischenstück oder ohne Zwischenstück erfolgen. Das Zwischenstück hätte dann vorzugsweise die Aufgabe, die Buchsen in der Lücke zwischen den aufgeschrumpften Gehäusen vor Biegelasten und anderen Lasten zu schützen.
- -Two module housings to be shrunk onto an overlong socket. This can be done with or without an adapter. The intermediate piece would then preferably have the task of protecting the sockets in the gap between the shrunk-on housings from bending loads and other loads.
Mehrere hintereinander und fluchtend angeordnete Planetwalzenextrudermodule besitzen zwar separate Gehäuse und separate, die Innenverzahnung bildende Buchsen und in der Regel separate Planetspindeln, aber immer eine gemeinsame Zentralspindel. Die gemeinsame Zentralspindel bedingt eine gemeinsame Drehbewegung aller beweglichen Teile.Several planetary roller extruder modules arranged one behind the other and in alignment have separate housings and separate bushings forming the internal toothing and, as a rule, separate planetary spindles, but always a common central spindle. The common central spindle requires a common rotary movement of all moving parts.
Durch die Verbindung mehrerer Gehäuse über ein vorstehend beschriebenes Zwischenstück mit einer sich über alle Gehäuse erstreckenden Zentralspindel kann der Hohlraum des Planetwalzenextruders in axialer Richtung um ein Vielfaches vergrößert werden.By connecting several housings via an intermediate piece described above with a central spindle extending over all housings, the cavity of the planetary roller extruder can be enlarged many times over in the axial direction.
Anstelle der axialen Vergrößerung des Hohlraumes und/oder zusätzlich zur axialen Vergrößerung des Hohlraumes kann auch eine radiale Vergrößerung des Hohlraumes durch axiale Vergrößerung erfolgen.Instead of the axial enlargement of the cavity and / or in addition to the axial enlargement of the cavity, a radial enlargement of the cavity can also take place through axial enlargement.
Die radiale Vergrößerung kommt sowohl für den Neubau als auch für den Umbau einer vorhandenen Anlage in Betracht. Die radiale Vergrößerung ist beim Umbau einer bestehenden Extruder/Extrusionsanlage leicht zu erkennen. Während die Gehäuse aller Exrtruderabschnitte üblicherweise alle den gleichen Durchmesser aufweisen, hat ein erfindungsgemäßer Umbau des Planetwalzenextruderaberschnitts/Moduls einen größeren Gehäusedurchmesser zur Folge.The radial enlargement can be considered for the new construction as well as for the conversion of an existing plant. The radial enlargement is easy to see when converting an existing extruder / extrusion system. While the housings of all extruder sections usually all have the same diameter, a modification of the planetary roller extruder section / module according to the invention results in a larger housing diameter.
Beim Neubau mit einem erfindungsgemäß vergrößerten Planetwalzenextruder entsteht in der Regel eine Anlage mit üblichen anderen Extruderabschnitten, die herkömmliche Gehäusegrößen aufweisen, so dass auch an Neubauten die erfindungsgemäße Gehäusevergrößerung augenfällig ist.In the case of a new construction with a planetary roller extruder enlarged according to the invention, a system with other conventional extruder sections which have conventional housing sizes is usually created, so that the housing enlargement according to the invention is also evident in new buildings.
Wo keine üblichen anderen üblichen Gehäusegrößen den Vergleichsmaßstab liefern, ist die erfindungsgemäße radiale Vergrößerung insbesondere an den Größenverhältnissen der Planetspindeln bei der Anwendung üblicher Zahnmodule erkennbar. Die Zahnmodule bestimmen bei einer Verzahnung die Abmessungen der Zähne. Das gilt auch für die hier bevorzugte Evolventen-Schrägverzahnung mit 45Grad Neigung des Schrägverlaufes zur Längsachse der verzahnten Spindeln.Where no other customary customary housing sizes provide the standard of comparison, the radial enlargement according to the invention can be seen in particular from the proportions of the planetary spindles when using customary tooth modules. The tooth modules determine the dimensions of the teeth in a tooth system. This also applies to the involute helical gearing preferred here with a 45 degree incline of the incline to the longitudinal axis of the toothed spindles.
Vorteilhafterweise erlaubt die erfindungsgemäße radiale Vergrößerung des Hohlraumes es, bei einem Umbau an der bis dahin in dem Extruder vorgesehenen Zentralspindel festzuhalten, die sich durch alle Extruderabschnitte/Module erstreckt. Bei der Kombination von Planetwalzenextruderabschnitten/Modulen mit einem Füllteil in Einschneckenextruderbauart setzt sich die Zentralspindel als Schnecke in dem Füllteil fort. Mit der „Fortsetzung der Zentralspindel“ ist im vorliegenden Fall mitumfasst, dass die Zentralspindel aus Abschnitten zusammengesetzt ist bzw. Abschnitte bildet, wobei dem Füllteil ein entsprechender Schnecken-Abschnitt zugeordnet ist. Mitumfasst ist auch die oben beschriebene Verlängerung. Advantageously, the radial enlargement of the cavity according to the invention makes it possible to hold on to the central spindle which was previously provided in the extruder and extends through all extruder sections / modules during a conversion. In the combination of planetary roller extruder sections / modules with a filling part in single-screw extruder design, the central spindle continues as a screw in the filling part. In the present case, the “continuation of the central spindle” also includes that the central spindle is composed of sections or forms sections, with a corresponding screw section being assigned to the filling part. The extension described above is also included.
Desgleichen kann an der bisherigen Aufstellung des Extruders und an vorgeordneten und nachgeordneten Einrichtungen unverändert festgehalten werden.Likewise, the previous setup of the extruder and the upstream and downstream facilities can be retained unchanged.
Dadurch ist eine nachträgliche Vergrößerung des Hohlraumes mit geringem baulichen Aufwand möglich. Dabei finden im Durchmesser größere Planetspindeln mit mehr Zähnen als bei den bisherigen Planetspindeln Anwendung, der Zahnmodul der größeren Planetspindeln bleibt jedoch der gleiche. Der Verzahnungsmodul (auch Zahnmodul genannt) ergibt sich in mm aus dem Quotienten von Teilkreisdurchmesser und Zähnezahl. Der Verzahnungsmodul könnte an sich frei gewählt werden. Um jedoch zu standardisierten Verzahnungswerkzeugen zu kommen, sind die Verzahnungsmodule nach DIN 780 genormt. Die hier vorkommenden Verzahnungsmodule finden sich in folgendem Ausschnitt von DIN 780 mit zusätzlichen Zwischengrößen:
- 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12
- 1; 1.25; 1.5; 2; 2.5; 3; 3.5; 4; 5; 5.5; 6; 7; 8th; 9; 10; 11; 12th
Das die umlaufenden Planetspindeln umgebende Gehäuse wird in der Anpassung seiner Innenverzahnung bzw. der Anpassung der Innenverzahnung seiner Buchse an die umlaufenden Planetspindeln gleichfalls größer, aber der Zahnmodul bleibt gleich.The housing surrounding the rotating planetary spindles is also larger in the adaptation of its internal toothing or the adaptation of the internal toothing of its socket to the rotating planetary spindles, but the tooth module remains the same.
Wie oben ausgeführt werden die Abmessungen der Verzahnungen dabei durch den Teilkreisdurchmesser und den Zahnmodul bestimmt. Der Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung ergibt sich aus dem Teilkreisdurchmesser der Zentralspindel-Außenverzahnung und dem doppelten Teilkreisdurchmesser der Planetspindeln und dem gewünschten Spiel in der Verzahnung und gegebenenfalls aus einem Korrekturfaktor.As stated above, the dimensions of the gears are determined by the pitch circle diameter and the tooth module. The pitch circle diameter of the internal toothing results from the pitch circle diameter of the central spindle external toothing and twice the pitch circle diameter of the planetary spindles and the desired play in the toothing and, if necessary, from a correction factor.
Die Vergrößerung der Planetspindeln ist bei vorgegebenem Verzahnungsmodul davon abhängig, dass eine ganzzahlige Zähnezahl am Planetspindelumfang wie auch bei der Innenverzahnung des Gehäuses bzw. der Gehäusebuchse entsteht.The enlargement of the planetary spindles for a given toothing module depends on the fact that an integer number of teeth is created on the planetary spindle circumference as well as on the internal toothing of the housing or the housing bushing.
Vorzugsweise wird zur Vergrößerung der Planetspindeln neben dem Verzahnungsmodul auch die Zähnezahl vorgegeben. Nachfolgend sind verschiedene Baugrößen mit normaler Ausführung (nachfolgend BG genannt) oder in schwerer Ausführung (nachfolgend SBG genannt) mit Standard-Verzahnungsmodulen (nachfolgend SVM genannt) für eine Evolventen-Schrägverzahnung und Standardzähnezahlen (nachfolgend SZZ genannt) an den Planetspindeln sowie die Mindestzähnezahl bei erfindungsgemäßer Vergrößerung (nachfolgend MVG genannt), die bevorzugte Mindestzähnezahl (nachfolgend BMVG genannt), die weiter.bevorzugte Mindestzähnezahl (nachfolgend WBMVG genannt) und die höchst bevorzugte Mindestzähnezahl (nachfolgend HBMVG genannt) an Planetspindeln bei erfindungsgemäßer Vergrößerung für die betreffende Baugröße unter Beibehaltung des Standardzahnmoduls wiedergegeben.
Die Übersicht zu Planetspindeln mit Standardzähnezahlen zeigt, dass die Vergrößerung der Zähnezahl auf 8 für alle vorkommenden Baugrößen in dem erfindungsgemäßen Bereich liegt. Lediglich bei kleineren Baugrößen von 70mm und 100 mm liegt schon eine Erhöhung der Planetspindelzähnezahl auf 7 im Bereich der Erfindung. Bei noch kleineren Baugrößen von 30 und 50 mm liegt sogar eine Erhöhung der Planetspindelzähnezahl auf 6 im Bereich der Erfindung.
Je geringer die Zähigkeit des Einsatzmaterials ist, desto leichter erfolgt der Austausch von Extrusionsmaterial an den Kühlflächen. Ein anderer Vorteil geringer Zähigkeit ist die geringe mechanische Belastung der bewegten Teile in dem zur Kühlung bestimmten Extruderabschnitt/Modul/Sekundärextruder.The overview of planetary spindles with standard numbers of teeth shows that the increase in the number of teeth to 8 for all sizes that occur is within the range according to the invention. Only in the case of smaller sizes of 70 mm and 100 mm is an increase in the number of planetary spindle teeth to 7 within the scope of the invention. In the case of even smaller sizes of 30 and 50 mm, an increase in the number of planetary spindle teeth to 6 is within the scope of the invention.
The lower the toughness of the input material, the easier it is to exchange extrusion material on the cooling surfaces. Another advantage of low toughness is the low mechanical load on the moving parts in the extruder section / module / secondary extruder intended for cooling.
Vorzugweise findet der erfindungsgemäße Kühlabschnitt/Modul/Sekundärextruder Anwendung, wenn keine wesentliche Verformungsarbeit mehr zu leisten ist, um die zu kühlenden Stoffe in einem flüssigen bzw. schmelzflüssigen bzw. fließfähigen Zustand zu halten. Die Verformungsarbeit wird wahlweise auch durch Wahl eines Verzahnungsmoduls reduziert, der unter dem Standard-Verzahnungsmodul für Planetwalzenextruderabschnitte/Module/Sekundärextruder für Bereiche liegt, in denen das Aufschmelzen von Einsatzstoffen erfolgt und/oder eine Homogenisierungsarbeit bzw. Dispergierungsarbeit zu leisten ist. Zum Beispiel können statt sonst üblicher Verzahnungsmodule von 5,5 und mehr auch Verzahnungsmodule von 3 oder 3,5 in erfindungsgemäßen Extruderarbschnitten/Modulen Anwendung finden.The cooling section / module / secondary extruder according to the invention is preferably used when there is no longer any significant deformation work to be performed in order to keep the substances to be cooled in a liquid or molten or flowable state. The deformation work can optionally also be reduced by choosing a gear module that is below the standard gear module for planetary roller extruder sections / modules / secondary extruders for areas in which the melting of raw materials takes place and / or homogenization work or dispersion work is to be performed. For example, instead of the usual gear modules of 5.5 and more, gear modules of 3 or 3.5 can also be used in extruder sections / modules according to the invention.
Soweit die ursprünglichen Planetspindeln eine reduzierte Zähnezahl aufweisen, resultiert die Zähnezahlreduzierung aus einem Entfernen von Zähnen an vorher vollverzahnten Planetspindeln bzw. aus einer anderen Herstellung von Planetspindeln, die zu einer Bauform wie bei einem Entfernen von Zähnen aus vorher vollverzahnten Planetspindeln führt.
Für die Berechnung der Teilkreisdurchmesser der erfindungsgemäßen Planetspindeln ist von dem Teilkreisdurchmesser bei einer Vollverzahnung auszugehen - unabhängig von einer nachträglichen Zahnreduzierung oder anderer Planetspindelherstellung, die zum gleichen Ergebnis führt.Insofar as the original planetary spindles have a reduced number of teeth, the reduction in the number of teeth results from the removal of teeth on previously fully toothed planetary spindles or from a different production of planetary spindles, which leads to a design similar to the removal of teeth from previously fully toothed planetary spindles.
For the calculation of the pitch circle diameter of the planetary spindles according to the invention, the pitch circle diameter is to be assumed with a full toothing - regardless of a subsequent tooth reduction or other planetary spindle production, which leads to the same result.
Vorteilhafterweise schließt die Erfindung auch eine radiale Vergrößerung des zur Kühlung bestimmten Extruderabschnitts/Moduls unter Verwendung eines vorhandenen Gehäuses bzw. einer vorhandenen innen verzahnten Buchse ein. Vorhandenes Gehäuse und Buchse können körperlich vorhanden sein oder eine größere Baugrößen aus einer vorhandenen Baureihe sein, Voraussetzung für die Verwendung vorhandener Planetwalzenextruderteile für eine Kombination mit einer weiterzuverwendenden Zenträlspindel ist neben einem kompatiblen Verzahnungsmodul, neben der Berücksichtigung des notwendigen Spiels und Korrekturfaktoren beachten, dass der Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung der Buchse bzw. des Gehäuses in einem bestimmten Verhältnis zur Zentralspindel und den Planetspindeln steht. Der Teilkreisdurchmesser muss unter Berücksichtigung der anderen Bedingungen gleich der Summe aus dem Zentralspindel-Teilkreisdurchmesser und dem doppelten Teilkreisdurchmesser der Planetspindel-Teilkreisdurchmesser sein.The invention advantageously also includes a radial enlargement of the extruder section / module intended for cooling using an existing housing or an existing internally toothed bushing. Existing housing and bushing can be physically present or larger sizes from an existing series.A prerequisite for the use of existing planetary roller extruder parts for a combination with a central spindle that is to be re-used is, in addition to a compatible gear module, in addition to taking into account the necessary clearance and correction factors, that the pitch circle diameter the internal toothing of the bushing or the housing is in a certain relationship to the central spindle and the planetary spindles. Taking into account the other conditions, the pitch circle diameter must be equal to the sum of the central spindle pitch circle diameter and twice the pitch circle diameter of the planetary spindle pitch circle diameter.
Vorteilhafterweise ergibt sich bei radialer Vergrößerung des Extrudes/Moduls (ohne die vorstehend erläuterte Hülse) mit den erfindungsgemäß größeren Planetspindeln eine bessere Abrollung der Planetspindeln in der Verzahnung der Zentralspindel und in der Innenverzahnung des Gehäuses. Das vereinfacht die Konstruktion.With the larger planetary spindles according to the invention, the radial enlargement of the extruder / module (without the sleeve explained above) advantageously results in better rolling of the planetary spindles in the toothing of the central spindle and in the internal toothing of the housing. That simplifies the construction.
Außerdem reduziert sich die Drehzahl der Planetspindeln bezogen auf den Umlauf um die Zentralspindel bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit. Außerdem bewirkt eine geringere Planetspindelzahl eine geringere Scherung des Materials Für viele Kunststoffe ist das von großem Vorteil.
Für die geringere Drehzahl kann je nach Material und Viskosität eine geringere Antriebsenergie erforderlich werden. Vorteilhafterweise entlastet das die Kühlung des Extruders.
Außerdem verteilt sich der Verschleiß an den größeren Planetspindeln auf mehr Zähne.In addition, the speed of the planetary spindles is reduced in relation to the rotation around the central spindle with the same peripheral speed. In addition, a lower number of planetary spindles results in less shear of the material. This is a great advantage for many plastics.
For the lower speed, depending on the material and viscosity, a lower drive energy may be required. This advantageously relieves the cooling of the extruder.
In addition, the wear on the larger planetary spindles is distributed over more teeth.
Die erhöhte Verschleißfestigkeit der Planetspindeln ist für alle Extruder wichtig, in denen Einsatzgut mit hoher Verschleißwirkung verarbeitet wird. Das ist zum Beispiel bei der Verarbeitung von Altgummi im Planetwalzenextruder zum Zwecke der Devulkanisation der Fall.The increased wear resistance of the planetary spindles is important for all extruders in which feedstock with high wear effects is processed. This is the case, for example, when processing old rubber in a planetary roller extruder for the purpose of devulcanization.
Bei der radialen Vergrößerung eines Abschnittes/Moduls vergrößert sich der Gehäusedurchmesser des betreffenden Abschnittes/Moduls. Wenn ein benachbarter Abschnitt/Modul unverändert bleibt, so ergibt sich zwischen beiden Gehäusen ein unterschiedlicher Durchmesser. Gleichwohl können die Gehäuse nach wie vor an den üblicherweise vorgesehenen Flanschen miteinander verschraubt werden,
- -solange die Flansche eine ausreichende Überdeckung haben und
- -entsprechende, miteinander fluchtende Schraubenlöcher in die Flansche eingebracht werden können und
- -ausreichender Platz für die Schraubenköpfe und Muttern gegeben ist
- - as long as the flanges have a sufficient overlap and
- - Corresponding, aligned screw holes can be made in the flanges and
- -Sufficient space is given for the screw heads and nuts
Wenn noch größere erfindungsgemäße Planetspindeln und Gehäuse vorkommen, kann es von Vorteil sein, zur Verbindung der Befestigungsflansche der größeren Gehäuse mit den Befestigungsflanschen der benachbarten Extruderabschnitte/Module einen Adapter vorzusehen. Der Adapter hat vorzugsweise eine Ringform und wird zwischen den Flanschen eingesetzt. Zugleich hat der Adapter passende Anschlussflächen für die betreffenden Flansche. D.h. wenn der betreffende Flansch in seiner Anschlussfläche einen Vorsprung hat, so weist der ringförmige Adapter an seiner Anschlussfläche eine passende Vertiefung auf. Wenn der betreffende Flansch an seiner Anschlussfläche eine Vertiefung hat, so weist der ringförmige Adapter an seiner Anschlussfläche einen passenden Vorsprung auf. Vorzugsweise sind die Vorsprünge zylindrisch und die Vertiefungen von spiegelbildlicher Form. Das lässt sich einfach herstellen. Die Vorsprünge und Vertiefungen bewirken eine vorteilhafte Zentrierung der Extruderabschnitte/Module.If there are even larger planetary spindles and housings according to the invention, it can be advantageous to provide an adapter to connect the fastening flanges of the larger housings to the fastening flanges of the adjacent extruder sections / modules. The adapter is preferably ring-shaped and is inserted between the flanges. At the same time, the adapter has matching connection surfaces for the relevant flanges. That is, if the flange in question has a projection in its connection surface, the annular adapter has a matching recess on its connection surface. If the flange in question has a recess on its connection surface, the annular adapter has a matching projection on its connection surface. Preferably, the projections are cylindrical and the depressions are mirror-inverted in shape. It's easy to make. The projections and depressions bring about an advantageous centering of the extruder sections / modules.
Vorzugsweise sind die Vorsprünge zylindrisch und umfassen die Vertiefungen die zylindrischen Vorsprünge mit kleinerem Spiel als für eine Zentrierung erforderlich. Die Zentrierung kann bei üblichen Extrudern durchaus mehrere Zehntel Millimeter betragen. Noch weiter bevorzugt ist das Spiel kleiner/gleich 0,1mm und höchst bevorzugt kleiner/gleich 0,05mm. Das geringe Spiel bedingt zwar eine genauere Fertigung, beinhaltet jedoch eine bessere Zentrierung.The projections are preferably cylindrical and the recesses encompass the cylindrical projections with a smaller clearance than is necessary for centering. With conventional extruders, the centering can be several tenths of a millimeter. Even more preferably, the play is less than / equal to 0.1 mm and most preferably less than / equal to 0.05 mm. The small play requires a more precise production, but includes better centering.
Soweit die zwischen den Flanschen vorgesehenen Adapter aus Festigkeitsgründen oder anderen Gründen aufgrund ihrer Dicke bei einer Nachrüstung einer Extrusionsanlage mit einem erfindungsgemäßen Abschnitt/Modul nicht mehr ohne weiteres in den bestehenden Spalt zwischen den Flanschen verbaut werden können, lässt sich der Spalt im Falle einer Neuanfertigung des Gehäuses und der Planetspindeln auf ein gewünschtes Maß vergrößern.To the extent that the adapters provided between the flanges for reasons of strength or other reasons due to their thickness are no longer readily installed in the existing gap between the flanges when an extrusion system is retrofitted with a section / module according to the invention If the housing and the planetary spindles are manufactured from scratch, the gap can be enlarged to the desired size.
Wenn sich aber ein Spaltweitenproblem auftut, weil ein vorhandenes größeres Gehäuse einer gängigen größeren Baugröße verwendet werden soll, so kann ein ringförmiger Adapter auch zunächst an einem der zugehörigen Befestigungsflansche, vorzugsweise an dem kleineren Befestigungsflansch an der Seite verschraubt werden, welche dem erfindungsgemäß vergrößerten Planetwalzenextruderabschnitt/Modul abgewandt ist. Noch weiter bevorzugt besteht der Adapter dazu aus verschiedenen Bogenstücken, die an den ursprünglichen Befestigungslöchern in den Flanschen verschraubt werden. Eine gewünschte Zentrierung lässt sich dabei
- mit einem zusätzlichen Zentrierring oder
- -mit einem für Druck- und/oder Temperaturfühler bestimmten Ring und/oder
- -mit einer anderen Ringkonstruktion darstellen, zum Beispiel mit einem für die Schmelzeführung geformten Ring, der an der Einlaufseite des erfindungsgemäßen Planetwalzenextruderabschnitt/Modul an die Schmelzeaustrittsöffnung des benachbarten Extruderabschnitts anschließt und sich im Übergang zu Schmelzeeintrittsöffnung/Einlassöffnung des erfindungsgemäßen Planetwalzenextruderabschnitts/Moduls erweitert, so dass Toträume vermieden werden, in denen sich Schmelze unkontrolliert aufhalten kann.
- with an additional centering ring or
- -with a ring intended for pressure and / or temperature sensors and / or
- - Represent with a different ring construction, for example with a ring shaped for the melt guide, which on the inlet side of the planetary roller extruder section / module according to the invention connects to the melt outlet opening of the adjacent extruder section and widens in the transition to the melt inlet opening / inlet opening of the planetary roller extruder section / module according to the invention, so that Dead spaces are avoided in which melt can stay in an uncontrolled manner.
Soweit hinter dem radial vergrößerten Extruderabschnitt/Modul gleichfalls ein Extruderabschnitt mit einem Gehäuse, Planetspindeln und Zentralspindel aus der gleichen Baugröße vorgesehen ist, ist eine Schmelzeführung von Vorteil, die sich zu dem nachgeordneten Abschnitt/Modul hin verjüngt. Wie am Einlauf in den erfindungsgemäß radial vergrößerten Abschnitt/Modul kann auch auslaufseitig zur Schmelzeführung ein Ring eingesetzt werden. Das heißt, der Adapter kann allein oder mit anderen Teilen verschiedene Aufgaben erfüllen, insbesondere als Zentrierring, Anlaufring, Stauring, Ring für Messstellen dienen.If an extruder section with a housing, planetary spindles and central spindle of the same size is also provided behind the radially enlarged extruder section / module, a melt guide that tapers towards the downstream section / module is advantageous. As at the inlet into the radially enlarged section / module according to the invention, a ring can also be used on the outlet side to guide the melt. This means that the adapter can perform various tasks alone or with other parts, in particular serve as a centering ring, thrust ring, baffle ring, ring for measuring points.
Unabhängig von der Frage der Verwendung von Gehäusen und Buchsen einer anderen Baugröße sind das sich aus der Vergrößerung ergebende Gehäuse und die zugehörige Buchse vorzugsweise genauso rohrförmig (nur mit größeren Abmessungen) ausgebildet wie die Gehäuse der benachbarten Planetwalzenextruderaberschnitte/Module.Regardless of the question of using housings and bushes of a different size, the housing resulting from the enlargement and the associated bushing are preferably just as tubular (only with larger dimensions) as the housings of the adjacent planetary roller extruder sections / modules.
Das rohrförmige Gehäuse besitzt vorzugsweise ebenfalls außen angeordnete Flansche zur Verbindung mit Gehäusen von benachbarten Extruderabschnitten/Modulen.The tubular housing preferably also has flanges arranged on the outside for connection to housings of adjacent extruder sections / modules.
Die zum größeren Gehäuse gehörige größere Buchse ist gleichermaßen mit der Innenverzahnung und den außen eingearbeiteten Kühlkanälen versehen.The larger socket belonging to the larger housing is provided with the internal toothing and the cooling channels incorporated on the outside.
Die größere Gehäuse/Buchsenkonstruktion kann auch gleichartige Ausnehmungen für einen Anlaufring und eine gegebenenfalls darüber hinausgehende Ringkonstruktion wie in der
Wie oben ausgeführt, kann zur Verbindung eines an einem erfindungsgemäßen, größeren Gehäuse außen sitzenden Flansches mit dem Befestigungsflansch eines benachbarten, kleineren Extruderabschnitts/Moduls ein Adapter, noch vorzugsweise ein ringförmiger Adapter, vorgesehen sein, der entweder vorher an dem Flansch des größeren Gehäuses verschraubt wird, um anschließend mit dem kleineren Gehäuseflansch des benachbarten Extruderabschnitts/Moduls verschraubt zu werden.
Oder der Adapter wird vorher mit dem kleineren Gehäuseflansch des benachbarten Exrtruderabschnitts/Moduls verschraubt, um anschließend mit dem Flansch des größeren Extruderabschnitts/Moduls verschraubt zu werden.As stated above, an adapter, preferably an annular adapter, can be provided to connect a flange on the outside of a larger housing according to the invention to the fastening flange of an adjacent, smaller extruder section / module, which is either screwed beforehand to the flange of the larger housing in order to then be screwed to the smaller housing flange of the adjacent extruder section / module.
Or the adapter is screwed to the smaller housing flange of the adjacent extruder section / module beforehand in order to then be screwed to the flange of the larger extruder section / module.
Wahlweise bildet der auslaufseitige Adapter zugleich
- -ein Widerlager für den Anlaufring, an dem die Planetspindeln gleiten,
- -oder sogar ganz oder teilweise den Anlaufring
- -oder ein Widerlager für einen Stauring
- -oder ganz oder teilweise den Stauring
- -oder ein Widerlager für einen Dispergierring
- -oder ganz oder teilweise einen Dispergierring
- -oder ganz oder teilweise eine Ringkonstruktion mit weitergehenden Aufgaben
- -an abutment for the thrust ring on which the planetary spindles slide,
- -or even all or part of the thrust ring
- -or an abutment for a dam ring
- -or all or part of the storage ring
- - or an abutment for a dispersing ring
- -or wholly or partially a dispersing ring
- -or completely or partially a ring construction with further tasks
Außerdem kann der einlaufseitige Adapter wahlweise zugleich
- -allein oder zusammen mit dem Gehäuse des benachbarten Extruderabschnitts/Moduls einen Sitz und/oder Widerlager für eine dortige andere Ringkonstruktion bilden
- -allein oder zusammen mit mit anderen Teilen die dortige andere Ringkonstruktion bilden
- - Alone or together with the housing of the adjacent extruder section / module form a seat and / or abutment for another ring construction there
- -Alone or together with other parts form the other ring construction there
Bei der erfindungsgemäßen Vergrößerung eines Abschnitts/Moduls kann es von Vorteil sein, eine der umlaufenden Planetspindeln in dem Planetwalzenextruderabschnitt/Modul als Putzer auszubilden. Dazu ist diese Planetspindel dann aus mindestens zwei Planetspindelabschnitten zusammengesetzt, wobei der eine Planetspindelabschnitt an der Stoßstelle mit dem anderen Planetspindelabschnitt mit einem Zapfen in eine Bohrung des anderen Planetspindelabschnittes greift und im Tiefsten der Bohrung eine Tellerfeder vorgesehen ist. Die Tellerfeder ist so ausgelegt, dass sie den einlaufseitigen Planetspindelabschnitt mit der gegenüber liegenden Stirnwand in eine gleitende Berührung bringt. Dabei schiebt diese Planetspindel die Abzugsöffnungen in der Stirnwand bei jedem Umlauf frei. Die Tellerfedern geben der an beiden Enden im Gehäuse gleitenden Planetspindeln die Möglichkeit, sich einer Dehnung und eine Kontraktion der Konstruktion anzupassen.When enlarging a section / module according to the invention, it can be advantageous to design one of the rotating planetary spindles in the planetary roller extruder section / module as a cleaner. For this purpose, this planetary spindle is then composed of at least two planetary spindle sections, one planetary spindle section engaging with a pin in a bore of the other planetary spindle section at the joint with the other planetary spindle section and a disc spring being provided in the deepest of the bore. The plate spring is designed in such a way that it brings the planetary spindle section on the inlet side into sliding contact with the opposite end wall. This planetary spindle pushes the extraction openings in the front wall free with every revolution. The disc springs enable the planetary spindles, which slide in the housing at both ends, to adapt to expansion and contraction of the construction.
Eine weitergehende Aufgabe des Adapters kann die Bildung einer Kühlfläche/Heizfläche sein. Vorzugsweise ist dazu ein mindestens zweiteiliger Adapter vorgesehen, von dessen Teilen ein Kanal für eine Temperierung (Kühlung/Beheizung) umschlossen wird. Durch die Zusammensetzung aus mehreren Teilen ergeben sich Fertigungsvorteile und Reinigungsvorteile.A further task of the adapter can be the formation of a cooling surface / heating surface. For this purpose, an at least two-part adapter is preferably provided, the parts of which enclose a channel for temperature control (cooling / heating). The combination of several parts results in manufacturing and cleaning advantages.
Für die Temperierung des Adapters gilt das gleiche wie für die Temperierung des Gehäuses.The same applies to the temperature control of the adapter as to the temperature control of the housing.
Bei der Temperierung des auslaufseitigen Adapters kann ein wesentlicher Teil des Adapter-Volumens für den Verlauf des Kühlkanals verplant werden. When tempering the adapter on the outlet side, a substantial part of the adapter volume can be planned for the course of the cooling channel.
Wahlweise finden mehrgängige Kanäle Anwendung. Anstelle zweier Kanäle können auch mehr kreisförmige Kanäle konzentrisch angeordnet werden. Anstelle der kreisförmigen Anordnung kann auch ein spiralförmiger Verlauf beider nebeneinander liegenden Kanäle in Betracht kommen; desgleichen ein mäandernder Verlauf beider nebeneinander liegender Kanäle, wobei das Mäandern nicht in der üblichen Form auf einer Geraden, sondern auf einer Ringfläche stattfindet, so dass die beiden nebeneinander liegenden Kanäle ihre Richtung gemeinsam ändern
- von radial in Umfangsrichtung
- von Umfangsrichtung in radial
- von radial in Umfangsrichtung usw., bis die Kanäle in Umfangsrichtung wieder an den Anfang kommen.
- from radially in the circumferential direction
- from the circumferential direction in the radial direction
- from radially in the circumferential direction, etc., until the channels come back to the beginning in the circumferential direction.
Der Adapter kann vorteilhafterweise auch Bohrungen zur Messung der Schmelzetemperatur und/oder dem Schmelzedruck aufweisen. Die Bohrungen dienen dem Einschrauben von Messfühlern. Die Messfühler können mittelbar über eine zwischenliegende Membran messen. Vorzugsweise ist eine unmittelbare Messung vorgesehen, bei der die Messfühler unmittelbar in das zu messende Medium ragen.
Es ist günstig, die Messungen einlaufseitig und auslaufseitig vorzunehmen Für eine genaue Temperierung waren bereits die dort angegebenen Abmessungen der Buchsen von Vorteil. Aufgrund der geringeren Belastung der Extruderabschnitte/Module bei erfindungsgemäßer radialer Vergrößerung können die Materialdicken an der Buchse im Tiefsten zwischen den sich in radialer Richtung erstreckenden Stegen bei den Baugrößen von 70 bis 280mm gegenüber den angegebenen Grenzen um mindestens 25%reduziert werden, bei den Baugrößen bis 180mm sogar um mindestens 40% reduziert werden. Gleichwohl bleiben den Buchsen aufgrund der sich in radialer Richtung und in Umfangsrichtung erstreckenden Stegen der Verzahnung und aufgrund der sich in radialer Richtung und in Umfangsrichtung erstreckenden Stegen zwischen den für die Temperierung vorgesehenen Kanäle
noch ausreichende Festigkeiten.The adapter can advantageously also have bores for measuring the melt temperature and / or the melt pressure. The holes are used to screw in measuring sensors. The sensors can measure indirectly via an intermediate membrane. A direct measurement is preferably provided in which the measuring sensors protrude directly into the medium to be measured.
It is beneficial to take the measurements on the inlet side and outlet side. The dimensions of the sockets given there were already advantageous for precise temperature control. Due to the lower load on the extruder sections / modules with radial enlargement according to the invention, the material thicknesses on the bushing at the lowest point between the webs extending in the radial direction can be reduced by at least 25% for sizes from 70 to 280mm compared to the specified limits, for sizes up to 180mm can even be reduced by at least 40%. Nevertheless, the sockets remain between the channels provided for temperature control because of the webs of the toothing that extend in the radial direction and in the circumferential direction and because of the webs that extend in the radial direction and in the circumferential direction
still sufficient strength.
Eine weitere Variationsmöglichkeit an dem vorgesehenen Planetwalzenextruder/Modul ist die Änderung der Planetspindelzahl. Durch Verringerung der Planetspindelzahl kann das Hohlraumvolumen im Extruder/Modul vergrößert werden. Dadurch kann bei gleichbleibendem Füllungsgrad des Extruders/Moduls mehr Schmelze durch den Extruder durchgesetzt werden. Dies gilt sowohl für herkömmliche Planetwalzenextruder/Module wie auch für radial oder axial vergrößerte Planetwalzenextruder/Module. Wenn sich dabei die Funktion des Extruders/Moduls auf die zusätzliche Kühlung beschränkt, kann der Extruder/Modul mit minimaler Abstützung und maximalem Hohlraumvolumen gefahren werden. Die minimale Planespindelzahl ist drei, wobei die drei Planetspindeln am Umfang der Zentralspindel gleichmäßig verteilt sind.Another possible variation on the planetary roller extruder / module provided is to change the number of planetary spindles. By reducing the number of planetary spindles, the cavity volume in the extruder / module can be increased. This means that more can be done with the same degree of filling of the extruder / module Melt can be enforced through the extruder. This applies to conventional planetary roller extruders / modules as well as to radially or axially enlarged planetary roller extruders / modules. If the function of the extruder / module is limited to additional cooling, the extruder / module can be operated with minimum support and maximum cavity volume. The minimum number of planetary spindles is three, whereby the three planetary spindles are evenly distributed around the circumference of the central spindle.
Allerdings ist nicht zwingend, daß die minimale Planetspindelzahl zu einer optimalen Kühlung führt. Die optimale Kühlung kann auch bei einer größeren Planetspindelzahl stattfinden. Die Erfindung führt das darauf zurück, daß ein besonders großes Hohlraumvolumen den die Kühlung bestimmenden Materialaustausch an den Kühlflächen des Planetwalzenextruders/Moduls verschlechtert. Materialaustausch heißt dabei, daß Einsatzmaterial gelangt in einen Walzenspalt zwischen Planetspindeln und der Innenverzahnung des Gehäuses bzw. zwischen Planetspindeln und Zentralspindel. Bei jedem Umlauf der Planetspindeln auf einer Zentralspindel walzt die Planetspindel Einsatzmaterial auf der Außenverzahnung der Zentralspindel aus. Zugleich wird das sich vorher auf der Außehverzahnüng befindliche Einsatzmaterial abgeschoben. Entsprechendes gilt für den Umlauf der Planetspindel in der Innenverzahnung des Planetwalzenextruders/Moduls.However, it is not imperative that the minimum number of planetary spindles lead to optimal cooling. The optimal cooling can also take place with a larger number of planetary spindles. The invention attributes this to the fact that a particularly large cavity volume worsens the material exchange, which determines the cooling, on the cooling surfaces of the planetary roller extruder / module. Material exchange means that the input material gets into a roller gap between the planetary spindles and the internal toothing of the housing or between the planetary spindles and the central spindle. With each revolution of the planetary spindles on a central spindle, the planetary spindle rolls out feedstock on the external toothing of the central spindle. At the same time, the feed material previously on the external teeth is pushed off. The same applies to the rotation of the planetary spindle in the internal toothing of the planetary roller extruder / module.
Bei drei umlaufenden Planetspindeln ergeben sich sechs Walzenspalte, bei vier Planetspindeln ergeben sich acht Walzenspalte, bei fünf Planetspindeln ergeben sich zehn Walzenspalte usw.With three rotating planetary spindles there are six roller gaps, with four planetary spindles there are eight roller gaps, with five planetary spindles there are ten roller gaps, etc.
Je größer die Zahl der Walzenspalte ist, desto häufiger findet ein Materialaustausch an den gekühlten Flächen des Planetwalzenextruders/Moduls statt.The greater the number of roller gaps, the more frequently there is an exchange of material on the cooled surfaces of the planetary roller extruder / module.
Eine Möglichkeit zur Prüfung der Kühlung ist die Messung der Temperatur am Kühlmittel. Vorzugsweise erfolgt die Prüfung unmittelbar am Austritt des Kühlmittels aus dem Extrudergehäuse. Zeitgemäße Extruder besitzen eine Kühlung, für die eine Buchse benutzt wird. Die Buchse wird mit einer Innenverzahnung und mit Nuten am Außenmantel gefertigt. Die Nuten verlaufen wie Gewindegänge am Außenmantel. Die Innenverzahnung ist dazu bestimmt, mit den umlaufenden Planetspindeln des Planetwalzenextruders/Moduls zu korrespondieren. Dazu wird die Buchse in dem Extrudergehäuse/Modulgehäuse montiert. Beim Einsetzen der Buchse in die zugehörige Gehäusebohrung werden die am Außenmantel der Buchse vorgesehenen Nuten durch das Gehäuse geschlossen, so daß Kühlkanäle in dem Gehäuse entstehen. An jedes Ende der Kühlkanäle ist eine Leitung angeschlossen, so daß Kühlmittel am einen Ende zugeführt und am anderen Ende wieder abgezogen werden kann. Die pro Zeiteinheit abgeführte Wärmemenge ergibt sich aus Menge des pro Zeiteinheit durch die Kühlkanäle strömenden Kühlmittels, aus dem spezifischen Wärmeinhalt des Kühlmittels pro Grad Celsius, der Eingangstemperatur in Grad Celsius und der Ausgangstemperatur in Grad Celsius.One way to test the cooling is to measure the temperature on the coolant. The test is preferably carried out directly at the outlet of the coolant from the extruder housing. Modern extruders have a cooling system for which a bushing is used. The socket is manufactured with internal teeth and grooves on the outer jacket. The grooves run like threads on the outer jacket. The internal toothing is intended to correspond with the rotating planetary spindles of the planetary roller extruder / module. For this purpose, the socket is mounted in the extruder housing / module housing. When the bushing is inserted into the associated housing bore, the grooves provided on the outer jacket of the bushing are closed by the housing, so that cooling channels are created in the housing. A line is connected to each end of the cooling channels so that coolant can be supplied at one end and withdrawn again at the other end. The amount of heat dissipated per unit of time results from the amount of coolant flowing through the cooling channels per unit of time, from the specific heat content of the coolant per degree Celsius, the inlet temperature in degrees Celsius and the outlet temperature in degrees Celsius.
Bei jedem Änderungs-Schritt wird mindestens eine Planetspindel aus dem Planetwalzenextruder/Modul entfernt werden. Zugleich werden die verbleibenden Planetspindeln gleichmäßig in dem Zwischenraum zwischen Zentralspindel und umgebendem Gehäuse verteilt.At each change step, at least one planetary spindle will be removed from the planetary roller extruder / module. At the same time, the remaining planetary spindles are evenly distributed in the space between the central spindle and the surrounding housing.
Für die Entfernung der Planetspindel wird der Planetwalzenextruder/Modul so demontiert, daß alle Planetspindeln aus dem Gehäuse herausgeschraubt werden können anschließend von den Planetspindeln alle bis auf eine unter gleichmäßiger Verteilung wieder eingeschraubt werden. Zum Einschrauben ist es hilfreich, eine Schablone zu verwenden, mit der die Position im Zwischenraum zwischen Zentralspindel und umgebendem Gehäuse festlegt. Die Schablonen können Blechscheiben sein, welche auf die Zentralspindel aufgesetzt werden. Die Blechscheiben besitzen Bohrungen, deren Mitten auf einem Kreis liegen, dessen Durchmesser gleich dem Durchmesser ist, auf dem die Mitten der Planetspindeln in dem Zwischenraum zwischen Gehäuse und Zentralspindel umlaufen. Die Bohrungen besitzen eine Öffnungsweite, die gleich dem Außendurchmesser der Planetspindeln plus einem ausreichenden Bewegungsspiel zum Einschrauben der Planetspindeln ist.To remove the planetary spindle, the planetary roller extruder / module is dismantled in such a way that all planetary spindles can be unscrewed from the housing, then all but one of the planetary spindles can be screwed in again with an even distribution. For screwing in, it is helpful to use a template with which the position in the space between the central spindle and the surrounding housing is determined. The templates can be sheet metal disks which are placed on the central spindle. The sheet metal disks have bores whose centers lie on a circle whose diameter is equal to the diameter on which the centers of the planetary spindles rotate in the space between the housing and the central spindle. The bores have an opening width that is equal to the outer diameter of the planetary spindles plus sufficient play for screwing in the planetary spindles.
Üblicherweise steigt die Kühlwirkung nach dem ersten Schritt, möglicherweise steigt die Kühlwirkung auch mit weiteren Schritten, in denen auf dem vorstehend beschriebenen Wege Planetspindeln entfernt werden. Sobald jedoch anstelle einer Steigerung der Kühlwirkung ein Abfallen der Kühlwirkung zu verzeichnen ist, ist eine günstige Planetspindelzahl gefunden. Das ist dann die Planetspindelzahl vor der letzten Reduzierung der Planetspindelzahl. Durch Rückgängigmachen des letzten Reduzierungsvorganges wird die günstige Planetspindelzahl wiedergewonnen.The cooling effect usually increases after the first step, but the cooling effect may also increase with further steps in which planetary spindles are removed in the manner described above. However, as soon as the cooling effect drops instead of an increase in the cooling effect, a favorable number of planetary spindles has been found. This is then the number of planetary spindles before the last reduction in the number of planetary spindles. By undoing the last reduction process, the favorable number of planetary spindles is regained.
In der Zeichnung zeigen die
Die
In
Das Gehäuse des Abschnittes
Der Abschnitt
Um die Zentralspindel laufen im Ausführungsbeispiel vier Planetspindeln um. Die Planetspindeln sind gleichmäßig am Umfang der Zentralspindel verteilt und kämmen sowohl mit der Außenverzahnung der Zentralspindel als auch mit der Innenverzahnung der Buchse.
The housing of the
The
In the exemplary embodiment, four planetary spindles rotate around the central spindle. The planetary spindles are evenly distributed around the circumference of the central spindle and mesh both with the external teeth of the central spindle and with the internal teeth of the bushing.
Im Ausführungsbeispiel hat der Extruder die Aufgabe der Kühlung. Dabei wird Schmelze über eine Pumpe
Zur Verbindung der Düse mit dem Extruder
Darüber hinaus ist das Zwischenstück
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist an dem Zwischenstück
In addition, the
In a further embodiment is on the intermediate piece
Alle Planetspindel kämmen mit ihrer Verzahnung darüber hinaus mit der Innenverzahnung einer Buchse, die in dem zugehörigen Gehäuse sitzt. Das ist möglich, weil auch die Innenverzahnungen mit dem gleichen Zahnmodul wie die Zentralspindel und die Planetspindeln gefertigt worden sind. Allerdings ist der Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung in dem Planetwalzenextruder
Die Gehäuse aller Planetwalzenextrudermodule sind mit Flanschen aneinander verschraubt.
Der radial vergrößerte Planetwalzenextrudermodul
Der einlaufseitige Flansch
The radially enlarged planetary
The inlet-
Im Ausführungsbeispiel bewirkt der Adapterring
Der auslaufseitige Flansch
In
Zugleich ist der Anlaufring für den Abschnitt/Modul
Es bildet der Zwischenring
At the same time is the stop ring for the section / module
It forms the
In den
In anderen Ausführungsbeispielen ist der erfindungsgemäße Kühlabschnitt/Modul zwischen Extruderabschnitten/Modulen anderer Bauart als der eines Planetwalzenextruders angeordnet.In other exemplary embodiments, the cooling section / module according to the invention is arranged between extruder sections / modules of a different type than that of a planetary roller extruder.
Die
In
Dieser Konfiguration sind das Gehäuse
Der Hohlraum
This configuration is the
The
Die
Dabei ergibt sich in
Die
Zum Abschnitt
Zum Abschnitt
Im Unterschied zu den Planetspindeln
Das Gehäuse
Der Rohrmantel des Gehäuses
Die
Die
Zwischen dem Anlaufring
Between the
Wie in
Im Übrigen ist im Ausführungsbespiel zwischen den Flanschen der Gehäuse bzw. zwischen den Flanschen und dem Adapter eine Dichtung vorgesehen.In addition, in the exemplary embodiment, a seal is provided between the flanges of the housing or between the flanges and the adapter.
Der radial vergrößerte Kühlabschnitt/Modul besitzt ein sehr viel größeres Hohlraumvolumen als der nachgeordnete normale Planetwalzenextrudermodul. Das größere Hohlraumvolumen bietet bessere Kühlbedingungen als ein normaler Planetwalzenextrudermodul.The radially enlarged cooling section / module has a much larger cavity volume than the downstream normal planetary roller extruder module. The larger cavity volume offers better cooling conditions than a normal planetary roller extruder module.
Der radial vergrößerte Kühlmodul besitzt ein Gehäuse mit einer Buchse
Der normale Planetwalzenextrudermodul besitzt Planetspindeln
Das Gehäuse
The
Der Anlaufring
Der dem Abschnitt/Modul nachgeordnete Planetwalzenextrudermodul ist der gleiche wie in
Planetwalzenextrudermoduls tragen die gleichen Bezeichnungen wie in
Planetary roller extruder modules have the same designations as in
Der weiter vergrößerte Abschnitt/Modul besitzt noch bessere Kühlbedingungen.The further enlarged section / module has even better cooling conditions.
Durch die weitere Vergrößerung des Abschnitts/Moduls ist eine andere Verbindung des Abschnitts/Moduls mit dem nachgeordneten Planetwalzenextruder vorgesehen.
Zwar ist in dem Ausführungsbeispiel nach
Although in the embodiment according to
Die Qualität des hergestellten Profiles ist uneinheitlich. Das wird auf eine ungleichmäßige Mischung und wesentliche Temperaturunterschiede in der Schmelze zurück geführt. Zur Vergleichmäßigung und genaueren Kühlung ist eine Ergänzung der Anlage um einen kurzen Planetwalzenextruderabschnitt vorgesehen. Der Planetwalzenextruderabschnitt hat in axialer Richtung eine Länge von 200mm, in anderen Ausführungsbeispielen eine Länge von weniger als 150mm oder von weniger als 100mm. Zur erfindungsgemäßen Ergänzung ist eine Verlängerung der Schnecke
Nach der Montage des Schaftes
Die in den angebauten Planetwalzenextruderabschnitt eingetragene Schmelze wird dort vergleichmäßigt und im Ausführungsbeispiel auf eine gewählte Temperatur gekühlt, die bis zu 3 Grad Celsius oder bis zu 2 Grad Celsius oder bis zu 1 Grad Celsius abweichen kann. Diese Temperatur und die Vergleichmäßigung der Mischung sind wichtige Voraussetzung für ein Profil mit einheitlicher Beschaffenheit.The melt introduced into the attached planetary roller extruder section is evened out there and, in the exemplary embodiment, cooled to a selected temperature which can vary by up to 3 degrees Celsius or up to 2 degrees Celsius or up to 1 degree Celsius. This temperature and the equalization of the mixture are important prerequisites for a profile with a uniform consistency.
Der Sekundärextruder besitzt eine außen verzahnte Zentralspindel
Die Nuten
The
Die Schmelzezuführung an dem vertikal angeordneten Sekundärextruder ist mit
Der Schmelzeaustritt aus dem vertikal angeordneten Sekundärextruder ist mit
Der Sekundärextruder ist oben mit einem Deckel
In einem weiteren Ausführungsbeispiel gehört zu dem Sekundärextruder noch eine kurze Schnecke von 100 mm. Die Schnecke ist mit der Zentralspindel einstückig und befindet sich am austrittsseitigen Ende(oben) des Extruders und dient zur Erhöhung des Schmelzedruckes am Austritt des Sekundärextruders auf ein gewünschtes Druckniveau. Der Schmelzeaustritt ist demzufolge auch oben an der Schnecke.In a further exemplary embodiment, the secondary extruder also has a short screw of 100 mm. The screw is integral with the central spindle and is located at the exit end (top) of the extruder and serves to increase the melt pressure at the exit of the secondary extruder to a desired pressure level. The melt outlet is therefore also at the top of the screw.
Bei dem Ausführungsbeispiel mit der zusätzlichen Schnecke ist anstelle des Deckels
Wenn in einem weiteren Ausführungsbeispiel ein zusätzlicher Extruder an den ursprünglichen Extruder angeflanscht ist, genau an den Mantel des ursprünglichen Extruders angeflanscht ist, dann wird von einem Seitenarmextruder gesprochen. Das schließt auch eine Anordnung oberhalb oder unterhalb des ursprünglichen Extruders, auch eine geneigte Anordnung des Extruders ein, d.h. der Seitenarmextruder ist nicht mehr auf eine seitliche Anflanschung des zusätzlichen Extruders beschränkt.If, in a further exemplary embodiment, an additional extruder is flanged to the original extruder, precisely flanged to the jacket of the original extruder, then this is referred to as a side arm extruder. This also includes an arrangement above or below the original extruder, including an inclined arrangement of the extruder, i.e. the side-arm extruder is no longer limited to a lateral flange-mounting of the additional extruder.
Bei Anflanschung eines Seitenarmextruders ist an der Stelle der Anflanschung eine Öffnung im Mantel des ursprünglichen Extruders vorgesehen, durch den die in dem ursprünglichen Extruder aufgeschmolzene Materialmenge in den zusätzlichen Extruder eindringen kann.When a side arm extruder is flanged, an opening is provided in the jacket of the original extruder at the location of the flange, through which opening the amount of material melted in the original extruder can penetrate into the additional extruder.
Der Seitenarmextruder kann allein eine gewünschte zusätzliche Kühlwirkung entfalten. Für die zusätzliche Kühlwirkung ist die Bauart eines Planetwalzenextruders von Vorteil.
Außerdem kann ein zusätzlicher Kurzextruder wie in dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel zur Erhöhung des Druckes von Vorteil sein. Der Seitenarmextruder kann wie an anderer Stelle an Extrudern erläutert, aus verschiedenen Modulen zusammen gesetzt sein. Der eine Modul ist hier dann vorzugsweise ein Kühlmodul und der andere Modul vorzugsweise ein Druckmodul. Beide Module besitzen ein Gehäuse mit Flanschen an jedem Ende, so daß der Kühlmodul mit einem Flansch mit dem Gehäuse des ursprünglichen Extruders und mit dem anderen Flansch mit dem Gehäuse des Druckmoduls verschraubt oder in sonstiger Weise verbunden werden kann. Der zugehörige Kühlmodul kann eine Planetwalzenextruderbauweise und der zugehörige Druckmodul kann eine Einschneckenextruderbauweise besitzen.The side arm extruder alone can develop a desired additional cooling effect. The design of a planetary roller extruder is advantageous for the additional cooling effect.
In addition, an additional short extruder, as in the exemplary embodiment explained above, can be advantageous to increase the pressure. As explained elsewhere on extruders, the side arm extruder can be composed of various modules. One module is then preferably a cooling module and the other module is preferably a printing module. Both modules have a housing with flanges at each end so that one flange of the cooling module can be screwed or otherwise connected to the housing of the original extruder and the other flange to the housing of the pressure module. The associated cooling module can have a planetary roller extruder design and the associated pressure module can have a single-screw extruder design.
Bei Verwendung eines Seitenarmextruders für eine zusätzliche Kühlung und gegebenenfalls für eine Druckerhöhung ist der ursprüngliche Extruder am Ende im Ausführungsbeispiel durch einen Deckel verschlossen. Der Deckel ist mit dem Flansch des in Extrusionsrichtung letzten Moduls dicht verschraubt. Der Seitenarmextruder ist in Extrusionsrichtung vor dem Deckel an dem Gehäuse des letzten Moduls angeflanscht.When using a side arm extruder for additional cooling and, if necessary, for a pressure increase, the original extruder is closed at the end in the exemplary embodiment by a cover. The cover is screwed tightly to the flange of the last module in the extrusion direction. The side arm extruder is flanged to the housing of the last module in front of the cover in the extrusion direction.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B29C0048395000 Ipc: B29C0048440000 |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: KAEWERT, KLAUS, DE |