DE1177327B - Strangpresse zur Verarbeitung leichtplastifizierbarer Kunststoffe - Google Patents

Description

• Strangpresse zur Verarbeitung leichtplastifizierbarer Kunststoffe Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Strangpresse zur Verarbeitung leichtplastifizierbarer Kunststoffe, z. B. Celluloseacetat, Polystyrol, Methacrylat u. dgl.
• Zur Verarbeitung von granuliertem Acetobutyrat und ähnlichen leichtplastifizierbaren Kunststoffen im Strangpreßverfahren werden bisher Extruder mit Schneckenplastifizierung, sogenannte Schneckenextruder, verwendet, wie sie im Prinzip auch beim Pressen schwerplastifizierbarer Kunststoffe, z. B.
• PVC, benutzt werden. Das Plastifizierungsaggregat dieser Maschinen ist ein Hohlzylinder mit einer darin laufenden Förderschnecke. Zum Einschmelzen des Kunststoffgranulats wird der Schneckenzylinder in der Regel von außen beheizt. Der Schmelzvorgang vollzieht sich also von außen nach innen, d. h. von der Zylinderinnenwand ausgehend nach dem Schnekkenkörper hin.
• Das wirkt sich auf die Förderung des Kunststoffes durch die Schnecke folgendermaßen aus: Nach dem Eintritt des Granulats in den Schnekkengang kleben die Körner beim Beginn des Schmelzens zunächst an der Zylinderinnenwand. Dadurch wird die Differenz zwischen den Reibungswiderständen Zylinderinnenwand-Kunststoff einerseits und Kunststoff-Schneckenkörper andererseits vergrößert und somit die Förderleistung der Schnecke erhöht. Danach gelangt der Kunststoff in eine andere Zone, in der das Granulat auf dem Schneckenkörper klebt, während es an der Zylinderinnenwand schon so weit geschmolzen ist, daß der Reibungswiderstand hier geringer ist als auf dem Schneckenkörper. Dadurch wird in dieser Zone die Förderleistung der Schnecke völlig aufgehoben. Erst in der Mündungszone des Schneckenganges zeigt die Schnecke wieder eine Förderleistung, da hier der Kunststoff durchgehend geschmolzen ist. Allerdings bleibt auch in dieser Zone die Förderleistung ungleichmäßig, da der Kunststoff auf dem nicht beheizten Schneckenkörper zähflüssiger ist als an der beheizten Zylinderinnenwand, so daß also die Differenz zwischen den Reibungswiderständen gering ist. Durch diese Vorgänge ist der Werkstoffausstoß unsicher.
• Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Luft-und Gasentfernung aus dem Kunststoff während der Plastifizierung unbefriedigend ist. Da der Schmelzvorgang, wie bereits erwähnt, dem Temperaturgefälle entsprechend von der Zylinderwand ausgehend nach dem Schneckenkörper hin verläuft, werden schon beim Beginn des Schmelzens die Schneckengänge durch geschmolzenen Werkstoff gegen die Zylinderwand abgedichtet, so daß die Luft oder das Gas nur noch innerhalb der Schneckengänge zurückströmen kann. Hierdurch wird aber der ohnehin bei den schlanken zylindrischen Schnecken schon sehr lange Weg der zurückströmenden Luft noch erheblich verlängert und verengt. Das hat zur Folge, daß die eigentliche Volleistung der Maschine nicht ganz ausgenutzt werden kann, da von einer bestimmten Ausstoßmenge an noch Luft und andere Gase im geschmolzenen Kunststoff verbleiben.
• Auch bei einer schon bekannten Schneckenstrangpresse, die ebenfalls aus einer in einem zweckentsprechenden Gestell angeordneten und senkrecht nach unten wirkenden Schneckenfördereinrichtung besteht, bei der sich die die Schneckengänge bildenden Rippen oder Stege auf der Innenwand des Gehäuses befinden und bei der die Förderung der eingebrachten Masse durch Drehung eines zentrisch im Gehäuse angeordneten kegelförmigen und bis an die Schneckenrippen heranreichenden Drehkörpers erfolgt, werden diese Nachteile nicht beseitigt.
• Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Strangpresse zu schaffen, an der gerade die vorbeschriebenen Mängel nicht auftreten.
• Diese Aufgabe wird bei einer Strangpresse mit einer dem Einziehen, Aufschmelzen, Plastifizieren und Mischen des Kunststoffes dienenden, senkrecht nach unten fördernden Schneckenpresse, bei der sich die die Schneckengänge bildenden Rippen oder Stege auf der Innenwand des Gehäuses befinden und bei der das Fördern der eingebrachten Masse durch Drehung eines zentrisch im Gehäuse angeordneten kegelförmigen und bis an die Schneckenrippen heranreichenden Drehkörpers erfolgt, erfindungsgemäß durch die Vereinigung folgender Merkmale gelöst: Sowohl das Schneckengehäuse als auch der Drehkörper verjüngen sich mit etwa gleicher Neigung nach unten, Steigung und Höhe der die Schneckengänge bildenden Rippen nehmen nach unten hin zu; es werden ein oder mehrere seitliche Eintrittsstutzen für den Kunststoff in einem oberen zylindrischen Teil des Gehäuses angeordnet. Der Drehkörper wird in diesem Bereich als zylindrischer Schneckenkörper ausgebildet, und am unteren Ende des Schneckengehäuses wird eine das Ausstoßen des Kunststoffes bewirkende Preßvorrichtung vorgesehen. An der Außenwand des Schneckengehäuses fest anliegend sind zweckmäßig Heizbänder angeordnet, deren jedes für sich über einen Thermostat schaltbar ist. Dabei soll der Abstand zwischen der Außenwand des Drehkörpers und der Innenwand des Schneckengehäuses von oben nach unten zunehmen, jedoch nicht in dem Maße, wie die Erhöhung der Rippen zunimmt. Als Auspreßvorrichtung kann vorteilhafterweise am unteren Ende des Schneckengehäuses eine Zahnradpumpe vorgesehen sein. Die Achsen der Zahnradpumpe sind dabei waagerecht bzw. im rechten Winkel zur Achse des Drehkörpers angeordnet. Die Zahnradpumpe ist zweckmäßigerweise schräg verzahnt, um einen gleichmäßigen Materialfluß zu gewährleisten.
• In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele einer nach der Erfindung ausgebildeten Strangpresse schematisch dargestellt.
• Fig. 1 zeigt eine Strangpresse mit teilweise aufgeschnittenem Gehäuse, F i g. 2 eine im Prinzip ebensolche Maschine, bei der jedoch der Motor so angeordnet ist, daß die gesamte Maschine auf einen Schneckenextruder bekannter Bauart als zweite Maschine aufgesetzt werden kann, Fig. 3 einen senkrechten Mittelschnitt durch den Plastifizierungskörper quer zu den Achsen der Zahnradpumpe.
• Die Strangpresse besteht im wesentlichen aus einem trichterförmigen Gehäuse 1, das an seinem oberen Ende in einen kurzen zylindrischen Teil 1 a übergeht und in dem ein kegelförmiger Drehkörper 2 mit der Spitze nach unten zusammen mit seiner senkrechten Welle 9 drehbar gelagert ist, der an seinen oberen Ende in einen kurzen zylindrischen Schnekkenkörper 2a übergeht. Der trichterförmige Teil des Gehäuses 1 ist mit Rippen 1 b versehen, die wendelförmig mit von oben nach unten zunehmender Steigung verlaufen. In den zylindrischen Teil la des Gehäuses münden zwei einander diametral gegenüberliegende Werkstoffzuflußrohre 3, die gemeinsam aus einem Vorratsbehälter 4 gespeist werden.
• Der Drehkörper 2 wird von zwei voneinander getrennt schaltbaren Heizbändern 5, 6 beheizt. die auf der Außenwand des Gehäuses 1 fest aufliegen.
• Der Abstand zwischen dem Drehkörper 2 und der Innenwand des Gehäuses 1 nimmt nach unten hin zu.
• Gleichfalls nimmt die Höhe der Rippen 1 b im Gehäuse nach unten zu, jedoch in stärkerem Maße als der Abstand zwischen Drehkörper 2 und Innenwand des Schneckengehäuses 1, so daß der Drehkörper 2 unten auf den Rippen 1 b aufliegt, während nach oben zunehmend ein Abstand zwischen dem Drehkörper 2 und den Rippen 1 b entsteht.
• An das Schneckengehäuse 1 schließt sich nach unten eine Zahnradpumpe 7 an, deren Achsen 8 waagerecht angeordnet sind, also im rechten Winkel zur Welle 9 des Drehkörpers verlaufend. Die äußere Form des Gehäuses der Zahnradpumpe 7 ist zylindrisch und von einem für sich schaltbaren Heizband 10 umgeben. Die Zahnradpumpe 7 ist vorzugsweise schräg verzahnt, um einen gleichmäßigen Materialfluß zu gewährleisten. Das Material fließt oben radial in die Zahnradpumpe hinein und unten in axialer Richtung wieder heraus.
• Das Schneckengehäuse und die Zahnradpunlpe sind gemeinsam mit einem Antriebsmotor 11 und einem Untersetzungsgetriebe 12 in oder an einem entsprechend gestalteten Gehäuse 13 untergebracht.
• Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann z. B. der Drehkörper, der zweckmäßigerweise hohl ausgebildet ist, von innen her beheizt werden, wobei seine hohle Welle als Zuführungskanal für die Wärme, z. B. über elektrische Leitungen oder außerhalb des Dreh körpers beheiztes Öl u. a. m., dient.
• In diesem Falle müssen allerdings die Förderrippen auf dem Drehkörper und nicht auf der Innenwand des Schmelzkörpers angeordnet sein. Der Werkstoffausfluß kann statt seitlich auch unten an der Zahnradpumpe angeordnet sein. Ferner können statt der zwei Materialzuführungsrohre auch deren mehrere vorgesehen sein, oder es kann auch schon ein solches Rohr genügen.

Claims (8)

1. Patentansprüche: 1. Strangpresse zur Verarbeitung leichtplastifizierbarer Kunststoffe mit einer dem Einziehen, Aufschmelzen, Plastifizieren und Mischen des Kunststoffes dienenden, senkrecht nach unten fördernden Schneckenpresse, bei der sich die die Schneckengänge bildenden Rippen oder Stege auf der Innenwand des Gehäuses befinden und bei der das Fördern der eingebrachten Masse durch Drehung eines zentrisch im Gehäuse angeordneten kegelförmigen und bis an die Schneckenrippen heranreichenden Drehkörpers erfolgt, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: a) Sowohl die Wand des Schneckengehäuses (1) als auch der Drehkörper (2) verjüngen sich mit etwa gleicher Neigung nach unten. b) Steigung und Höhe der die Schneckengänge bildenden Rippen (1 b) nehmen nach unten hin zu. c) Anordnung eines oder mehrerer seitlicher Eintrittsstutzen (3) für den Kunststoff in einem oberen zylindrischen Teil (la) des Gehäuses (1) und Ausbildung des Drehkörpers als zylindrischer Schneckenkörper (2a) in diesem Bereich. d) Anordnung einer das Ausstoßen des Kunststoffes (Meterringzone) bewirkenden Preßvorrichtung (7) am unteren Ende des Schneckengehäuses (1).
2. 2. Strangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenwand des Schnekkengehäuses (1) fest anliegend Heizbänder (5, 6) angeordnet sind, deren jedes für sich über einen Thermostat schaltbar ist.
3. 3. Strangpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Außenwand des Drehkörpers (2) und der Innenwand des Schneckengehäuses (1) von oben nach unten zunimmt, jedoch nicht in dem Maße wie die Erhöhung der Rippen (1 b) zunirnmt.
4. 4. Strangpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am unteren Ende des Schneckengehäuses (1) angeordnete Preßvorrichtung eine Zahnradpumpe (7) ist.
5. 5. Strangpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Zahnradpumpe (7) waagerecht angeordnet sind.
6. 6. Strangpresse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder der Zahnradpumpe (7) eine Schrägverzahnung aufweisen.
7. 7. Strangpresse nach einem der Ansprüche4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Material- ausfluß von oben radial in die Zahnradpumpe hinein- und unten axial aus der Zahnradpumpe herausführt.
8. 8. Strangpresse nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialfluß in die Zahnradpumpe von oben radial hinein-und unten radial herausführt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 305 212, 247 704; USA.-Patentschriften Nr. 97 035, 2433 936.