DE1175428B - Vorrichtung zum Auspressen von zaehfluessigen Werkstoffen, insbesondere von thermoplastischen Kunststoffen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B29f

Deutsche Kl.: 39 a4-3/00

Nummer: 1175 428

Aktenzeichen: C 25086 X / 39 a4

Anmeldetag: 18. September 1961

Auslegetag: 6. August 1964

Vorrichtungen zum Auspressen von zähflüssigen oder zähelastischen Werkstoffen dienen insbesondere zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen und sind an sich in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. In ihrer einfachsten Form bestehen sie aus einem Gehäuse und einem im Gehäuse umlaufenden Organ, das meistens die Form einer oder mehrerer zusammenwirkender Schnecken besitzt. Wird eine solche Vorrichtung mit zähelastischem Material beschickt, so vermag sie das Material zu mastifizieren und zu plastifizieren, worauf dann das so bearbeitete Material aus der Öffnung des Gehäuses austritt. Dadurch lassen sich Kunststoffe in zunächst festem Zustand, wie z. B. Polyäthylen, Polystyren, Celluloseazetat sowie Polyvinylchlorid, die durch Erhitzung die Konsistenz von zähelastischen Flüssigkeiten annehmen, verarbeiten.

Neben den Vorrichtungen mit Schnecken ist auch bereits eine Vorrichtung bekanntgeworden, die zwei sich drehende Walzen zum Auspressen des zähelastischen Materials aus dem Gehäuse verwendet. Diese Walzen berühren sich längs einer Linie, so daß das Material an dieser Stelle durchgearbeitet wird. Nachteilig ist an dieser Vorrichtung, daß sie eine relativ große Baulänge voraussetzt und daß auf die Lager der Walzen beträchtliche Drücke wirken, ohne daß zwischen den Lagern eine Verformung des Walzenspaltes infolge der hier auftretenden hohen Biegemomente vermieden werden kann.

Die Erfindung will diese bekannten Auspreßvorrichtungen verbessern, und zwar im Hinblick auf eine gesteigerte Mastifizier- und Plastifizierwirkung bei gleichzeitig wesentlich vereinfachter maschinentechnischer Ausbildung der Vorrichtung.

Gegenstand der Erfindung ist also eine Vorrichtung zum Auspressen von zähflüssigen Werkstoffen, insbesondere von thermoplastischen Kunststoffen, aus einem Gehäuse mit einer Auspreßöffnung, aus der das Gut durch die Wirkung von mehreren in dem Gehäuse umlaufenden und einander auf einer Linie berührenden, gleich ausgebildeten Rotationskörpern ausgepreßt wird. Die Erfindung besteht nun darin, daß die Rotationskörper eine kreiskegelige oder rotationshyperbolische Form aufweisen, deren konvergierende Achsen so angeordnet sind, daß sie in einem Punkt zusammenlaufen bzw. in vertikalen zueinander parallelen Ebenen liegen, und daß das Gehäuse die Rotationskörper unter Belassung solcher freier Zwischenräume umschließt, daß der eingeführte und im Bereich des geringsten Durchmessers des Rotationskörpers abgeführte Werkstoff von einem Rotationskörper zu dem anderen übergeht.

Vorrichtung zum Auspressen von zähflüssigen
Werkstoffen, insbesondere von thermoplastischen Kunststoffen

Anmelder:

Compagnie des Ateliers et Forges de la Loire, (St. Chamond, Firminy, St. Etienne,
Jacob-Holtzer), Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr
und Dipl.-Phys. E. Betzier,
Patentanwälte, Herne, Freiligrathstr. 19

Als Erfinder benannt:

Pierre Berger, Firminy, Loire (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 23. September 1960 (839 382) - -

Im übrigen ist die Erfindung auf verschiedene Weise praktisch zu verwirklichen. Als zweckmäßig hat die Erfindung insbesondere erkannt, daß auch das Antriebsgetriebe für die Rotationskörper mit in dem Gehäuse untergebracht ist.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht es, eine größere wärmeaustauschende Fläche zu erhalten als bei den bekannten mit einem einzigen Rotor ausgerüsteten Vorrichtungen. Auch die Mischwirkung wird durch den abwechselnden Übertritt des Gutes von einem Rotor auf den anderen gesteigert. Weiterhin gelingt es wegen dieser Vorteile die Verarbeitung von Stoffen, die wohl auch in den bekannten Vorrichtungen mit einem einzigen Rotor verarbeitet werden könnten, weiter zu verbessern, ferner aber auch Stoffe zu verarbeiten, die mittels der bekannten Vorrichtungen überhaupt nicht verarbeitbar sind.

So kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung z. B. auch für die wenig oder gar nicht plastifizierbaren Vinylchloride, Polycarbonate, Polypropylen usw. verwendet werden.

Die Vorrichtungen gemäß der Erfindung können in einfacherer Weise und billiger hergestellt werden

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als die bekannten Strangpressen mit mehreren körper bleiben dabei Tagenten zu ein und demselben

Schnecken und sind von robusterer Bauart als diese. Rotationszylinder.

Nachstehend werden, lediglich als Beispiele, auf In F i g. 3 ist in Teilansicht eine der in F i g. 1 dardie die Erfindung aber keineswegs beschränkt ist, gestellten entsprechend ausgebildete Vorrichtung Ausführungsformen von Vorrichtungen gemäß der 5 veranschaulicht, die jedoch drei einander gleiche Erfindung mit zwei oder mehreren Rotoren an Hand kreiskegelige Rotationskörper 12, 12 a und 12 b aufder Figuren beschrieben. weist. Diese Rotationskörper berühren einander F i g. 1 ist ein Vertikalschnitt durch eine mit zwei ebenfalls und laufen gemeinsam in einem Stator 13 konischen Rotationskörpern ausgerüstete Vorrich- um, von dem nur der untere Teil dargestellt ist. Die tung, in der diese Körper nicht im Schnitt dargestellt io anderen in dieser Figur nicht dargestellten Einzelsind; heiten der Vorrichtung sind die gleichen wie in

F i g. 2 zeigt in Seitenansicht die relative Anord- F i g. 1 gezeigten.

nung der beiden konischen Rotationskörper zuein- Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform ander, wobei die Achse des einen in Endansicht zu der Vorrichtung sind einander gleiche Rotationsdenken ist; 15 körper 16 und 16 a von einer in bezug auf die Achsen F i g. 3 ist ein teilweiser Vertikalschnitt durch eine 21 und 21 α rotationshyperbolischen Form vorgemit drei konischen Rotationskörpern, die in der Figur sehen, deren Bereiche von kleinstem Durchmesser in nicht im Schnitt dargestellt sind, ausgerüstete Vor- Verbindungsprofilen 15 und 15a (Fig. 6) enden, richtung; Diese Verbindungsprofile 15 und 15 a sind dabei F i g. 4 ist ein Vertikalschnitt durch eine Vorrich- 20 Rotationskörper in bezug auf die gleichen Achsen tung mit zwei ihrerseits nicht im Schnitt dargestellten wie die Hyperboloide.

hyperboloidisch ausgebideten Rotationskörper; Die Rotationsachsen 21 und 21a dieser hyper··

F i g. 5 ist ein Schnitt gemäß Linie II-II der F i g. 4, bolischen Rotationskörper laufen nicht zusammen,

wobei die Rotationskörper weggelassen sind; sondern liegen in vertikalen zueinander parallelen

F i g. 6 zeigt in Einzeldarstellung die Anordnung 35 Ebenen, und zwar derart, daß die hyperbolischen

der hyperboloiden Rotationskörper zueinander bei Rotationskörper Tangenten zueinander nach einer

der Vorrichtung gemäß F i g. 4. gemeinsamen Geraden bilden.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer Vorrich- Fig. 6 zeigt deutlich die relative Anordnung von tung gemäß der Erfindung dargestellt, die mit zwei zwei hyperbolischen Rotationskörpern in Ansicht auf Rotationskörpern 5 und 5 a ausgerüstet ist, die mittels 30 die Achse 21a des Rotationskörpers 16 a.
der Ritzel 6 a und 6 b gedreht werden, die ihrerseits Die beiden hyperbolischen Rotationskörper 16 mit dem von einem Motor7 angetriebenen gemein- und 16a (Fig. 4) werden durch eine Antriebsvorsamen Zahnrad 6 kämmen. Die Rotationskörper 5 richtung in Drehung versetzt, die ebenso ausgeführt und 5a sind einander gleich ausgebildet, und ihre ist wie die oben an Hand von Fig. 1 beschriebene. Rotationsachsen laufen bei dieser Ausführungsform 35 Die Rotationskörper drehen sich in einem Stator 17, mit kreiskegelig ausgebildeten Rotationskörpern in der die beiden Rotationskörper 16 und 16 a unter einem Punkt zusammen. Sie berühren einander in Belassung eines freien Ringraumes 23 umschließt, einer gemeinsamen Erzeugenden, die mit der verti- dessen Zweck es ist, das aus der in die Wandung des kalen Symmetrieachse X-X' der Vorrichtung zusam- Stators angeordneten Beschickungsöffnung 18 ausmenfällt. 4° tretende Material nach der Auspreßöffnung 20 hin F i g. 2 zeigt die relative Anordnung der beiden zu leiten. Bei dieser Ausführungsform bildet der kreiskegeligen Rotationskörper zueinander, wobei Stator auf seiner Innenfläche zwei einander schneidie Achse des Körpers 5 a auf die Zeichnungsebene dende Profile, die der Form der Rotationskörper entzu gerichtet ist. sprechen, d. h. aus zwei Hyperboloiden hervorgehen. Das hohle Gehäuse oder der Stator 9 umschließt 45 Dabei ist ebenfalls der freie Ringraum 23 ausgespart, die Rotationskörper 5 und 5 a unter Belassung eines und zwar so, wie das den Bewegungsgesetzen von freien Zwischenraumes 26, der dazu dient, das aus- zähelastischen Flüssigkeiten entspricht,
zupressende Gut von der in die Wandung des Die Beschickungsöffnung 18 ist in dem Stator 17 Stators 9 angeordneten Beschickungsöffnung 18 nach rechtwinklig zu den Rotationsachsen der Rotationsder Auspreßöffnung 10 hinzuleiten. Die Innenfläche 50 körper im Bereich der größten Durchmesser derdes Stators ist also nach zwei sich schneidenden selben angeordnet. Ihr sind zwei Hohlräume 19 und konischen Hohlprofilen, deren Form der der Rota- 19 a gemeinsam, in denen sich die Rotationskörper tionskörper 5 und Sa entspricht, gebildet. drehen (vgl. Fi g. 5), in der die Rotationskörper je-Die Auspreßöffnung 10 liegt in der gemeinsamen doch nicht dargestellt sind. Die Auspreßöffnung 20 Erzeugenden der beiden kreiskegeligen Rotations- 55 liegt in gleichem Abstande von den beiden Achsen körper 5 und 5a, d. h. in der vertikalen Symmetrie- 21 und 21a in Richtung der Winkelhalbierenden der achse X-X' der Vorrichtung. beiden Achsen.

Der Endbereich der Auspreßöffnung 10 ist so aus- Das zähelastische Material wird aus den Bereichen gebildet, daß in dieser Organe, wie Ziehdüsen oder der großen Durchmesser der Rotationskörper in die andere Formgebungswerkzeuge 11, untergebracht 60 kleinen Durchmesserbereiche durch einen Effekt gewerden können. An sich bekannte Vorrichtungen 8 fördert, der der gleiche ist, wie der bei einer Ma- und 8 a ermöglichen es, durch Veränderung des Ab- schine mit einem Rotationskörper, sowie zusätzlich Standes, d. h. voneinander Entfernen oder einander durch die bekannte Saugwirkung zweier einander be-Nähern der kreiskegeligen Rotationskörper 5 und 5a rührender, umlaufender hyperbolischen Flächen. Die in Richtung ihrer Rotationsachsen (und zwar für sich 65 hyperbolische Form ermöglicht es außerdem, die allein oder gemeinsam) den Durchtrittsweg für das Bildung von toten Ecken im Scheitel der Vorrichtung zähelastische auszupressende Gut zwischen den bei- und nach der Austrittsleitung für das Gut hin zu den Rotationskörpern zu verändern. Die Rotations- verhindern.

Wie bei der oben an Hand von F i g. 1 beschriebenen Ausführungsform können die Rotationskörper 16 und 16 α gegeneinander in Richtung ihrer Achsen 21 und 21 α verstellt werden, um auf diese Weise den Abstand zwischen jedem Rotationskörper und der zugeordneten Fläche des Stators in Abhängigkeit von dem auszupressenden Material und dem Querschnitt der Auspreßöffnung zu verstellen. Wenn mit Hilfe einer an sich bekannten Vorrichtung 22 bzw. 22 a die beiden Rotationskörper voneinander entfernt werden, so umschließen ihre hyperbolischen Profile dann einen Rotationszylinder, dessen Erzeugende parallel zu der gemeinsamen Geraden liegt, zu der die beiden Hyperboloide Tangenten sind, sobald sie selbst Tangenten zueinander sind.

Weiterhin sind Kühlelemente 25 für die Beschikkungszone und Heizelemente 24 vorgesehen. Die Heizelemente, die elektrische Widerstände oder beliebige andere Mittel sein können, ermöglichen es, das Aufgabegut zu plastifizieren, d. h. in den zähelastischen Zustand zu überführen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind demgegenüber zahlreiche Änderungen, insbesondere hinsichtlich der Anzahl der Rotoren, ihres Drehsinns, ihrer Anordnung und ihrer Form möglich, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Auspressen von zähflüssigen Werkstoffen, insbesondere von thermoplastischen Kunststoffen, aus einem Gehäuse mit einer Auspreßöffnung, aus der das Gut durch die Wirkung von mehreren in dem Gehäuse umlaufenden und einander auf einer Linie berührenden, gleich ausgebildeten Rotationskörpern ausgepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper eine kreiskegelige oder rotationshyperbolische Form aufweisen, deren konvergierende Achsen so angeordnet sind, daß sie in einem Punkt zusammenlaufen bzw. in vertikalen zueinander parallelen Ebenen liegen, und daß das Gehäuse die Rotationskörper unter Belassung solcher freier Zwischenräume umschließt, daß der im Bereich des größten Durchmessers des Rotationskörpers eingeführte und im Bereich des geringsten Durchmessers des Rotationskörpers abgeführte Werkstoff von einem Rotationskörper zu dem anderen übergeht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Antriebsgetriebe für die Rotationskörper mit in dem Gehäuse untergebracht ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 262 997.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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