DE1153156B - Schneckenpresse zum Aufschmelzen von thermoplastischen Kunststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenpresse zum Aufschmelzen von thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere Polyamiden oder Polyurethanen, bei der das Schneckengehäuse in Förderrichtung des Gutes vor einer beheizten Schmelzzone eine niedriger als diese beheizte Zone und hinter der Schmelzzone ein zwangläufiges Abfuhrorgan für die Schmelze aufweist. Die Erfindung bezweckt, eine möglichst genaue Übereinstimmung zwischen der Zufördermenge des festen Gutes und der Abzugsmenge der Schmelze herzustellen, eine Forderung, die insbesondere für die Erzeugung gleichmäßiger draht- oder fadenförmiger Gebilde erhoben werden muß.

Es wurde schon vorgeschlagen, den von den Schnecken erzeugten Druck für die Niveaumessung zu benutzen, da der Druck von der mit Flüssigkeit beaufschlagten Schneckenlänge abhängig ist. Dabei kann der in den Schneckengängen sich ändernde Druck auf ein im Gehäusemantel angeordnetes Kontaktmanometer wirken, oder der Axialschub der ao Schnecke kann zum Schließen eines Kontaktes für die Regelung der Zufuhr des aufzuschmelzenden festen Stoffes benutzt werden. Diese Methoden haben jedoch folgende Nachteile:

Da die nachgeschalteten zwangläufigen Förderorgane, wie z. B. Zahnradpumpen, ihrerseits noch eine gewisse Lässigkeit besitzen, die Schnecken aber erhebliche Drücke aufbauen können, so läßt es sich nicht vermeiden, daß bei steigendem Druck entweder die nachfolgenden Förderorgane über die in ihnen enthaltenen Spalte bei hohem Druck undicht werden und eine Konstanthaltung der Austrittsmenge verhindern, oder es ändert sich die Füllung der Zahnradpumpen und damit die Fördermenge. Für die genaue Einhaltung der Fördermenge, wie sie z. B. für die Herstellung von draht- oder fadenförmigen Gebilden notwendig ist, genügen die vorgeschlagenen Regelungsmöglichkeiten nicht.

Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile zu beheben sind, wenn das Schneckengehäuse erfindungsgemäß mindestens im Bereich der niedriger als die Schmelzzone beheizten Zone als einseitig eingespannter Torsionskörper ausgebildet ist, an dessen freiem Ende ein Hebel befestigt ist, der in an sich bekannter Weise den Ein- und Ausschaltkontakt für den Antrieb einer Dosiervorrichtung betätigt.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß in der Schnecke eine Verschiebung der Phasengrenze festflüssig in Richtung der Zufuhröffnung des festen Materials eintritt, wenn die Zufuhr des festen Materials die Abzugsmenge der Schmelze, z.B. die Förderleistung einer Spinnpumpe, übersteigt. Bei der Schneckenpresse

zum Aufschmelzen von thermoplastischen
Kunststoffen

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,
Leverkusen

Dr. Wolf Rodenacker, Dormagen,
ist als Erfinder genannt worden

Verschiebung der Phasengrenze wandert der Angriffspunkt des in der Phasengrenze enthaltenen Kunststoffes in Richtung der Einzugsöffnung und vergrößert damit das Drehmoment, so daß eine Torsionsänderung des Schneckengehäuses erreicht wird, die genügt, um über einen Hebelarm an dessen Ende einen Ausschlag zu erzielen, der ausreicht, um einen handelsüblichen Mikroschalter für das Ein- und Ausschalten des Antriebs einer Dosiervorrichtung zu betätigen.

Bei einer solchen Regelungsmethode ist es möglich, die Schnecke so auszubilden, daß sie praktisch drucklos eine zwangläufig fördernde Pumpe, z. B. Zahnradpumpe, beaufschlagt, so daß die unvermeidliche Lässigkeit der Pumpe die Mengenstreuung der austretenden Fördermenge nicht wesentlich beeinflußt.

Zur Erhöhung der Empfindlichkeit der Torsionsänderung ist die Außenseite des als Torsionskörper wirkenden Teils des Schneckengehäuses an der dem freien Ende entgegengesetzten Seite mit Eindrehungen zu versehen. Das Schneckengehäuse ist im Bereich der Eindrehungen mittels Nadellager abgestützt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens schematisch dargestellt; dabei zeigt

Abb. 1 einen Längschnitt durch eine Schneckenpresse, bei der das Gehäuse lediglich in der Zone vor der Schmelzzone als Torsionskörper ausgebildet ist;

Abb. 2 zeigt einen Querschnitt durch diese Presse in Richtung 2-2;

Abb. 3 veranschaulicht einen Längsschnitt durch eine Presse, bei der zur Vergrößerung der Einspannlänge das gesamte Schneckengehäuse als Torsionskörper ausgebildet ist;

309 668/308

Abb. 4 zeigt den Querschnitt durch diese Vorrichtung in Richtung 4-4.

Durch die Eingabeöffnung 1 des Gehäuses 2 wird das aufzuschmelzende Gut, beispielsweise in Gestalt von Schnitzeln, auf die im Gehäuse rotierende Schnecke 3 drucklos gegeben und nach rechts zu der mit einem Heizmantel 4 versehenen Schmelzzone 5 gefördert. Zwischen Eingabeöffnung 1 und Schmelzzone 5 muß das Gut eine Temperierzone 6 passieren, die auf einer Temperatur gehalten ist, die um einen gewissen wählbaren Betrag niedriger eingestellt ist, als die Temperatur in der Schmelzzone 5. Die Heizung der Zone 6 ist nicht dargestellt. Eine bestimmte Menge geschmolzenen Werkstoffs wird aus der Schmelzzone 5 durch einen Kanal 7 abgenommen, z. B. von einer Spinnpumpe (nicht dargestellt).

Übersteigt die in der Schmelzzone 5 aufgeschmolzene Kunststoffmenge die Abnahmemenge, beispielsweise die Förderleistung der Spinnpumpe, so erfährt die Phasengrenze zwischen festflüssig eine Verschiebung in die Temperierzone 6, wodurch ein Teil des Drehmoments der Schnecke eine Verdrehung des als Torsionskörper ausgebildeten, an der Pumpenseite fest eingespannten Schneckengehäuses bewirkt, mit der auch ein Ausschlag des Schalthebels 12 einhergeht.

Gemäß Abb. 1 ist das Gehäuse durch eine Eindrehung 9 geschwächt. Zum Abfangen des Innendruckes ist die Eindrehung mit Nadeln eines Nadellagers 10 ausgefüllt, die den Innendruck auf einen Spannring 11 übertragen. Mittels des am Gehäuse befestigten Schalthebels 12, der sich je nach der Einspannlänge 13 um einen bestimmten Betrag gegenüber dem Gehäuseteil 14 verdreht, wird über einen elektrischen Schalter ein Aus- und Einkontakt (nicht dargestellt) betätigt, der auf eine Dosiervorrichtung (nicht dargestellt) für die Zufuhr des aufzuschmelzenden Werkstoffes einwirkt.

Zur Vergrößerung der Einspannlänge und damit zu einer empfindlichen Regelung kann, wie Abb. 3 zeigt, auch das Gehäuse 15 in seiner gesamten Länge als Torsionskörper, also als hohler Verdrehstab ausgebildet sein (Wirklänge 16). Eine elektrische Heizeinrichtung 17 sorgt für die erforderliche Wärmezufuhr zur Schmelzzone 5. Die Heizeinrichtung für die nur zu temperierende Zone 6 ist nicht dargestellt. Gegenüber den bisherigen Zufuhrregelungen bringt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine bedeutende Herabsetzung des Variationskoeffizienten (Streuung) der Austrittsmenge. Während bisher mit einem Koeffizienten auf 1,5% gerechnet werden mußte, verminderte sich die Streuung nun auf 0,8 °/o beim Aufschmelzen von Polyamid bestimmter Provinienz.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schneckenpresse zum Aufschmelzen von thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere Polyamiden oder Polyurethanen, bei der das Schneckengehäuse in Förderrichtung des Gutes vor einer beheizten Schmelzzone eine niedriger als diese beheizte Temperierzone aufweist und hinter der Schmelzzone ein zwangläufiges Abfuhrorgan für die Schmelze angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckengehäuse mindestens im Bereich der niedriger als die Schmelzzone (5) beheizten Temperierzone (6) als einseitig eingespannter Torsionskörper ausgebildet ist, an dessen freiem Ende ein Hebel befestigt ist, der in an sich bekannter Weise den Ein- und Ausschaltkontakt für den Antrieb einer Dosiervorrichtung betätigt.

2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des als Torsionskörper wirkenden Teils des Schneckengehäuses Eindrehungen (9) an der dem freien Ende entgegengesetzten Seite aufweist.

3. Schneckenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckengehäuse im Bereich der Eindrehungen (9) mittels Nadellager (10) abgestützt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 309 668/308 8.