DE10316232B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschicken eines Extruders - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Beschicken ("Stopfen") eines Extruders mit einem Gemenge aus
wenigstens zwei unterschiedlichen Werkstoffen,
wobei die das Gemenge bildenden Werkstoffe voneinander getrennt der Stopfstrecke kontinuierlich aufgegeben werden, und daß beide Komponenten unmittelbar nachdem sie der Stopfstrecke aufgegeben sind durch die Stopfstrecke zum Aufgabeende des Extruders gefördert werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Komponenten kontinuierlich und ohne Bilden eines Vorrates an die Stopfschnecke abgegeben und von der Stopfstrecke ohne Zwischenlagerung dem Extruder zugeführt werden.
wobei die das Gemenge bildenden Werkstoffe voneinander getrennt der Stopfstrecke kontinuierlich aufgegeben werden, und daß beide Komponenten unmittelbar nachdem sie der Stopfstrecke aufgegeben sind durch die Stopfstrecke zum Aufgabeende des Extruders gefördert werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Komponenten kontinuierlich und ohne Bilden eines Vorrates an die Stopfschnecke abgegeben und von der Stopfstrecke ohne Zwischenlagerung dem Extruder zugeführt werden.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuführen von Werkstoffen zu einem Extruder, beispielsweise einem Ein- oder Zweischneckenextruder, nach dem Oberbegriff der Anspruchs 1 und eine Vorrichtung hierzu.
- Üblicherweise werden Extrudern die in diesen zu verarbeitenden, schlecht rieselfähigen Werkstoffe über eine Stopfstrecke, die mit einer drehangetriebenen Stopfschnecke ausgestattet ist, zugeführt. Die Stopfstrecke geht bei bekannten Vorrichtungen von einem Aufgabetrichter aus, in dem die Werkstoffe als Vorrat in Form eines Gemenges vorliegen, wobei die Stopfschnecke das Gemenge von Werkstoffen am unteren Ende des Trichters entnimmt und der Aufgabestelle des Extruders zuführt ("stopft").
- Bei den bekannten Stopfvorrichtungen wird der der Stopfschnecke vorgeschaltete Vorratstrichter mit dem Gemenge der durch die Stopfschnecke zuzuführenden Werkstoffe gefüllt, und nach dem vollständigen oder wenigstens weitgehenden Entleeren des Trichters wieder Gemenge in diesen eingefüllt. Es wurde also so gearbeitet, daß im Trichter, von dem die Stopfschnecke ausgeht und Gemenge zum Extruder fördert ("stopft") ein Vorrat an Gemenge bereitgehalten und erst nachgefüllt wird, nachdem der Vorrat verbraucht war.
- So zeigt beispielsweise die
DE 28 38 110 A1 ein Verfahren zum Beschicken eines Extruders mit einem Gemenge aus zwei Werkstoffen, die über getrennte Vorratsbehälter einem Fülltrichter zugeführt werden. - Diese bekannte Arbeitsweise ist insbesondere problematisch, wenn die zu verarbeitenden Werkstoffe voneinander unterschiedliche Eigenschaften, wie unterschiedliche Größe, untexschiedliches tribologisches Verhalten und/oder unterschiedliche Dichten, besitzen. In diesen Fällen besteht die Gefahr, daß sich das Gemenge aus den unterschiedlichen Werkstoffen im Aufgabetrichter der Stopfvorrichtung, wo es vorrätig gehalten wird, mehr oder weniger stark entmischt, so daß dem Extruder ein Gemenge mit unterschiedlichen Anteilen der das Gemenge bildenden Werkstoffe zugeführt wird, und schließlich am Abgabeende des Extruders inhomogene Produkte austreten.
- Dieses Problem besteht auch, wenn das Gemenge aus Faserstoff einerseits und einem thermoplastischen Kunststoff anderseits besteht.
- Es wurde schon vorgeschlagen, diesem Problem dadurch beizukommen, daß der Faserstoff, bevor er der Stopfvorrichtung aufgegeben wird, kompaktiert wird, so daß er in größeren Aggregaten, beispielsweise in Form von Pellets vorliegt. Eine alternative Maßnahme, mit der versucht wurde, dem geschilderten Problem abzuhelfen bestand darin, den thermoplastischen Kunststoff zu pulverisieren oder pulverförmige Kunststoffe zu verwenden (dies ist jedoch in den meisten Fällen nicht erwünscht, nicht möglich oder nicht wirtschaftlich), bevor er der Stopfvorrichtung aufgegeben wird.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen deselben anzugeben, mit dem die geschilderten Probleme nicht auftreten.
- Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren der eingangs genannten Gattung, das die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
- Was die Vorrichtung anlangt, wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungshauptanspruches aufweist.
- Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Da bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise die wenigstens zwei Komponenten des im Extruder zu verarbeitenden Gemenges, beispiels weise aus wenigstens einem Faserstoff und wenigstens einem thermoplastischen Kunststoff, der Stopfschnecke kontinuierlich und voneinander getrennt in den gewünschten Mengenverhältnissen aufgegeben werden, wird dem Extruder am Ende der Stopfstrecke stets ein gleichmäßig zusammengesetztes Gemenge aufgegeben.
- Mit der erfindungsgemäßen Arbeitsweise können Gemenge aus wenigstens einem Faserstoff, beispielsweise Holzfasern, Holzmehl, Hanf, Stroh, Sisal oder Zellulosefasern einerseits und einem thermoplastischen Kunststoff, wie beispielsweise Polypropylen, Polyethylen, Polypropylen- und/oder Polyethylenrecyclat, Polyvinylacetat, ABS-Kunststoff, Polyvinylchlorid oder biologisch abbaubare Kunststoffe, in beliebigen Mengenverhältnissen aufgegeben werden, wobei auch stark unterschiedliche Eigenschaften der Komponenten des Gemenges möglich sind. So können beispielsweise auch Gemenge aus 80% Faserstoff und 20% Kunststoff problemlos zu homogenen Erzeugnissen verarbeitet werden.
- Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise kann die Stopfstrecke so ausgelegt werden, daß ein Vormischen der Komponenten des dem Extruder aufzugebenden Gemenges, z.B. aus Faserstoff und thermoplastischem Kunststoff, eintritt, während das Gemenge zum Extruder gefördert wird.
- Bei der erfindungsgemäßen, für das Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagenen Vorrichtung kann vorgesehen sein, daß an eine Stopfsäule im Bereich ihres vom Extruder abgekehrten Endes wenigstens zwei Einzeldosiergeräte für die Komponenten (z.B. Faserstoff/thermoplastischer Kunststoff) für das dem Extruder aufzugebende Gemenge zugeordnet sind. Diese Einzeldosiergeräte geben beispielsweise Faserstoff einerseits und thermoplastischen Kunststoff anderseits unmittelbar an die Stopfschnecke ab.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch so ausgebildet sein, daß die Dosiergeräte für die Komponenten (z.B. Faserstoff/thermoplastischer Kunststoff) des dem Extruder aufzugebenden Gemenges an einem oberen Ende der Stopfschnecke vorgesehenen, sich trichterartig erweiternden Bereich des Stopfwerksgehäuses angeschlossen sind und das obere Ende der Stopfschnecke bis in den unteren Bereich des trichterartig erweiternden Bereich des Stopfwerkgehäuses ragt. In beiden Fällen werden die Komponenten des dem Extruder aufzugebenden Gemenges kontinuierlich und ohne Bilden eines Vorrates an die Stopfschnecke abgegeben, so daß die der Stopfschnecke zugeführten Werkstoffe, welche das im Extruder zu verarbeitende Gemenge bilden, kontinuierlich zugeführt, gleich von der Stopfschnecke erfasst und von der Stopfschnecke an das Aufgabeende des Extruders abgegeben werden.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt sind.
- Es zeigt:
-
1 eine dem Aufgabeende eines Extruders zugeordnete Stopfsäule, schematisch und teilweise im Schnitt, und -
2 ein einem Extruder zugeordnetes Trichterstopfwerk, schematisch und teilweise im Schnitt. - Bei der in
1 gezeigten Vorrichtung ist ein Extruder1 vorgesehen, dessen Schnecke4 in einem Gehäuse3 durch einen Antrieb5 drehbar aufgenommen ist, wobei die Schnecke4 des Extruders1 Werkstoff von dem Aufgabeende2 des Extruders1 zu dessen Abgabeende, d.h. in Richtung des Pfeiles6 von1 fördert. Der Extruder1 kann ein Einschneckenextruder oder ein Zweischneckenextruder, an sich beliebiger Bauart, sein. - Am Aufgabeende
2 des Extruders1 ist an dessen Gehäuse3 im Bereich einer Öffnung7 im Gehäuse3 ein Stopfwerk10 angeschlossen. Das Stopfwerk10 weist ein im wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse11 auf, das im Extruder1 im wesentlichen normal steht. In dem Gehäuse11 ist eine Stopfschnecke12 aufgenommen, die durch einen Antrieb13 drehangetrieben dem Stopfwerk1 aufgegebenen Werkstoff zum Aufgabeende2 des Extruders1 hin fördert ("stopft"). - An das Gehäuse
11 des Stopfwerkes10 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel 2 Einzeldosiergeräte20 und21 angeschlossen. Jedes der Einzeldosiergeräte20 ,21 umfaßt einen Aufgabetrichter22 und am unteren Ende desselben eine durch einen Motor23 angetriebene Fördervorrichtung, beispielsweise eine Förderschnecke, mit der das im Aufgabetrichter22 enthaltene Material dem Stopfwerk10 aufgegeben wird. - Beispielsweise fördert das Einzeldosiergerät
20 thermoplastischen Kunststoff und das Einzeldosiergerät21 Faserstoff zur Stopfsäule10 , wobei die relativen Mengen an dem Stopfwerk10 durch das Einzeldosiergerät20 zugeführtem, thermoplastischen Kunststoff und durch das Einzeldosiergerät21 zugeführtem Faserstoff dem gewünschten Verhältnis dieser Werkstoffe in dem vom Extruder1 erzeugten Endprodukt entsprechen. Die Komponenten, nämlich im Beispiel thermoplastischer Kunststoff einerseits und Faserstoff anderseits, die dem Stopfwerk10 aufgegeben werden, werden unter wenigstens teilweisem Vormischen als Gemenge an das Aufgabeende2 des Extruders1 abgegeben und in diesem zu einem homogenen Gemenge mit der gewünschten Zusam mensetzung, also dem gewünschten Verhältnis der Komponenten des Gemenges, zu einem Strang aus dem Gemenge verarbeitet. - Wesentlich ist dabei, daß die Komponenten des Gemenges, ganz gleich, ob es sich um zwei oder mehr Komponenten handelt – denkbar sind bis zu acht und mehr unteschiedliche Komponenten – von der Stopfschnecke
12 des Stopfwerkes10 , also durch die "Stopfstrecke" kontinuierlich und ohne Zwischenlagerung zum Extruder1 hin gefördert werden. - Bei der in
2 gezeigten Vorrichtung besitzt das Gehäuse1 des Stopfwerkes10 einen zylinderförmigen Abschnitt, der kürzer ausgebildet als bei der in1 gezeigten Vorrichtung, und an seinem oberen Ende einen Trichter14 , in dessen oberen Bereich die Einzeldosiergeräte20 und21 , aus welchen die Komponenten (im Beispiel thermoplastischer Kunststoff und Faserstoff), die das im Extruder1 zu verarbeitende Gemenge bilden, in den Trichter14 aufgegeben werden. - Bei der in
2 gezeigten Ausführungsform ragt die Stopfschnecke12 in den unteren Abschnitt des Trichters14 hinein und ist über einen gewindefreien Abschnitt (Welle15 ) mit dem Antriebsmotor13 verbunden. Bei der in2 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Komponenten des Gemenges, das im Extruder1 zu verarbeiten ist, durch die Einzeldosiergeräte20 und21 im gewünschten (voreingestellten) Mengenverhältnis dem Trichter14 aufgegeben und ohne Zwischenlagerung sofort vom oberen Ende der Stopfschnecke12 erfaßt und zum Aufgabeende2 des Extruders1 hin gefördert. - Sowohl bei der in
1 als auch bei der in2 gezeigten Vorrichtung können auch mehr als zwei Einzeldosiergeräte vorgesehen sein, wenn Gemenge aus mehr als zwei Komponenten zum Extruder1 zu fördern sind. - Zusammenfassend kann ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt dargestellt werden:
Um einen Extruder mit einem Gemenge aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen, beispielsweise Faserstoff und thermoplastischer Kunststoff, zu beschicken, werden die Bestandteile des Gemenges der Stopfstrecke voneinander getrennt aufgegeben und von der Stopfstrecke ohne Zwischenlagerung dem Extruder zugeführt. Dies kann mit einer Vorrichtung ausgeführt werden, bei der an das Gehäuse11 eines Stopfwerkes10 zwei Einzeldosiergeräte20 ,21 angeschlossen sind, die je eine der Komponenten in dem gewünschten Mengenverhältnis unmittelbar an das Stopfwerk10 abgeben, so daß die Komponenten des Gemenges von der Stopfstrecke unmittelbar, gegebenenfalls unter Vormischen, an das Aufgabeende2 eines Extruders1 abgegeben werden. -
- 1
- Extruder
- 2
- Aufgabeende
- 3
- Gehäuse
- 4
- Schnecke
- 5
- Antrieb
von
4 - 6
- Richtung zum Abgabeende
- 7
- Öffnung
- 10
- Stopfwerk
- 11
- Gehäuse für Stopfwerk
10 - 12
- Stopfschnecke
- 13
- Antrieb
für Stopfschnecke
12 - 14
- Trichter
- 15
- Welle
- 20, 21
- Einzeldosiergerät
- 22
- Aufgabetrichter
- 23
- Motor
Claims (11)
- Verfahren zum Beschicken ("Stopfen") eines Extruders mit einem Gemenge aus wenigstens zwei unterschiedlichen Werkstoffen, wobei die das Gemenge bildenden Werkstoffe voneinander getrennt der Stopfstrecke kontinuierlich aufgegeben werden, und daß beide Komponenten unmittelbar nachdem sie der Stopfstrecke aufgegeben sind durch die Stopfstrecke zum Aufgabeende des Extruders gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten kontinuierlich und ohne Bilden eines Vorrates an die Stopfschnecke abgegeben und von der Stopfstrecke ohne Zwischenlagerung dem Extruder zugeführt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Extruder ein Gemenge aus wenigstens zwei Stoffen zugeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Extruder ein Gemenge aus wenigstens einem Faserstoff und wenigstens einem thermoplastischen Kunststoff zugeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstoff aus der Gruppe bestehend aus Holzfasern, Holzmehl, Hanf, Stroh, Sisal, Zellulose oder Gemengen derselben ausgewählt ist.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der thermoplastische Kunststoff aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyethylen, Polypropylen- und/oder Polyethylen, Polyvinylacetat, ABS-Kunststoff, Polyvinylchlorid, biologisch abbaubarem Kunststoff und Gemischen aus wenigstens zwei dieser Kunststoffe ausgewählt ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten des Gemenges dem Aufgabeende der Stopfstrecke kontinuierlich und in dem vorgegebenen Mengenverhältnis zugeführt werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge während des Transportes durch die Stopfstrecke wenigstens teilweise gemischt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Gemenges der Stopfstrecke getrennt voneinander aufgegeben werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Gemenges der Stopfstrecke gleichzeitig aufgegeben werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Stopfschnecke im wesentlichen die gleiche Menge an Gemenge zum Aufgabeende des Extruders gefördert wird wie der Stopfstrecke aufgegeben wird.
- Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einem Extruder, mit wenigstens einer in diesem aufgenommenen drehangetriebenen Schnecke und mit einem Stopfwerk, wobei dem Stopfwerk (
10 ) mit Abstand vom Aufgabeende (2 ) des Extruders (1 ) wenigstens zwei Einzeldosiergeräte (20 ,21 ) für das Zuführen der Komponenten des im Extruder (1 ) zu verarbeitenden Gemenges zugeordnet sind, wobei die Komponenten des Gemenges der Stopfschnecke (12 ) von einander getrennt aufgegeben und von der Stopfschnecke (12 ) ohne Zwischenlagerung dem Extruder zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeldosiergeräte (20 ,21 ) an das Gehäuse (11 ) des Stopfwerkes (10 ) im Bereich der Stopfschnecke (12 ) angeschlossen sind, wobei das Gehäuse (11 ) des Stopfwerkes (10 ) zylinderförmig ausgebildet ist.
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