DE1208873B - Schneckenpresse zum Plastifizieren und Veraendern der Zusammensetzung von kontinuierlich gefoerdertem Gut - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B29f

Deutsche Kl.: 39 a4-3/00

Nummer: 1208 873

Aktenzeichen: L 45149 X/39 a4

Anmeldetag: 20. Juni 1963

Auslegetag: 13. Januar 1966

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Plastifizieren und Verändern der Zusammensetzung von kontinuierlich gefördertem Gut, nämlich zum Hinzufügen oder Abziehen gasförmiger, flüssiger oder fester Komponenten, insbesondere zum Entgasen und Entfeuchten des Gutes und zum Austreiben von Monomeren aus ihm, wobei das Gut mittels einer umlaufenden Schneckenspindel in einem Verarbeitungskanal im Anschluß an einen Plastifizierungsabschnitt durch einen Ringspalt von vorzugsweise einstellbarer Weite in eine Entgasungskammer gefördert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, in der durch Anwendung hoher Geschwindigkeiten ein verstärkter Entgasungseffekt erzielt werden kann, wobei gleichzeitig in der Entgasungszone, die unter Vakuum steht, das zu entgasende Gut durch örtliche Druckbildung einer starken. Knetung unterworfen wird.

Es sind derartige Vorrichtungen bekannt, bei denen die durch eine Schnecke plastifizierte Masse unmittelbar nach dem Plastifizieren in einer erweiterten Zone entspannt wird, so daß die Gase durch eine dort befindliche Öffnung abgesogen werden können, ohne daß Gefahr besteht, daß die plastifizierte Masse durch die Entgasungsöffnung austritt. Dies wird erreicht durch eine Erweiterung des Schneckenganges, wobei die Gänge im erweiterten Bereich nur teilweise gefüllt sind.

Es sind andere Konstruktionen bekannt, bei denen die plastische Masse nach dem Plastifizieren in einer Schnecke in eine in Längs- oder Querrichtung zur Schneckenachse der Plastifizierschnecke liegende nachfolgende Schnecke hineingefördert wird, wobei an der Stelle des Eintrittes in die zweite Schnecke unter Vakuum abgesaugt werden kann.

Weiterhin ist es bei Doppelschnecken üblich, die Entgasungszonen über eine bestimmte Länge auszudehnen. Das plastifizierte Gut tritt in die Entgasungskammer ein und wird dort von zwei neben- oder übereinanderliegenden Schneckenwellen weiterbefördert und in fortwährender Bewegung gehalten, um die Entgasungswirkung zu beschleunigen.

Mit der vorliegenden Erfindung soll auch bei einer Einschneckenmaschine eine in Schneckenrichtung ausgedehnte Entgasungskammer geschaffen werden, in die das plastifizierte Gut eintritt und in der es zwischen der mit hoher Umfangsgeschwindigkeit umlaufenden Schnecke und der Wand der Entgasungskammer weitertransportiert wird.

Die Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß das bei hoher Geschwindigkeit in einer sehr kurzen

Schneckenpresse zum Plastifizieren und
Verändern der Zusammensetzung von
kontinuierlich gefördertem Gut

Anmelder:

Lilon Establishment, Schaan (Liechtenstein)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Kruse, Patentanwalt,

Augsburg, Säulingstr. 42

Als Erfinder benannt:

Erich Beck, Göggingen bei Augsburg;

Dr.-Ing. Walter Bosch, Zürich (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 20. Juni 1962 (7470)

Schnecke plastifizierte, noch nicht thermisch homogene Material in die Entgasungszone eintritt und unter Vakuum weitergeknetet wird, wobei eine weitergehende Homogenisierung erfolgt. Dies wird dadurch erreicht, daß der sich durch die Entgasungskammer erstreckende Abschnitt der Schneckenspindel Schneckenstege mit Quetschprofil aufweist, bei dem das Profil der in der Förderrichtung vorderen Gangflanken mit der Schneckenachse einen erheblich kleineren Winkel bildet als dasjenige der hinteren Gangflanken, und daß die Wandung der Entgasungskammer in einem Sektor des von den Schneckenstegen bestrichenen Raumes mit dem Scheitel der Schneckenstege einen engen Spalt bildet. Hierdurch wird bewirkt, daß jeweils ein Teil des in diesem Sektor von den Stegen, der Schnecke unter Druck gesetzten Gutes durch den genannten Spalt als dünne Schicht zurückfließen kann, wobei· es sich beim Eintritt in die Nut des nächsthinteren Schneckenganges entspannt.

Der Winkel, über den sich der genannte Sektor erstreckt, in dem die Wandung der Entgasungskammer mit dem Schneckenstegscheitel einen engen Spalt bildet, kann dadurch veränderbar gemacht werden, daß ein Teil der Wand der Entgasungskammer von einem wegnehmbaren Einsatz gebildet wird. Dieser Einsatz kann gegen andere auswechselbar sein, deren, mit dem Schneckenstegscheitel der Schnecke zusam-

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meuwirkende Oberflächenteile sich über einen größeren oder kleineren Sektor erstrecken, in größerem oder kleinerem Abstand vom Schneckenstegscheitel liegen und verschiedene Profile aufweisen können.

Durch die starke Knetwirkung, das Ausquetschen von dünnen Schichten durch das Quetschprofil "und den schnellen Oberflächenwechsel des sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Gutes wird ein besonders hoher Entgasungseffekt unter gleichzeitiger Knetwirkung erzielt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Schneckenpresse, ■

F i g. 2 im Axialschnitt durch die Schneckenspindel deren Gewindeprofil im Bereich der Entgasungskammer, und

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Entgasungskammer dieser Schneckenpresse.

Die in Fig. 1 dargestellte Schneckenpresse besitzt ein Gehäuse 10 mit einer Axialbohrung, die in ein© Entgasungskammer 4 mündet, wobei sie unmittelbar vor ihrer Einmündung in diese eine kegelige Verengung 1 aufweist. .In diesem Gehäuse ist eine Förderschneckenspindel 11 drehbar gelagert, die im Bereich der genannten Bohrung eine Plastifizierungsschnecke 2 mit zweckentsprechendem bekanntem Gewindeprofil bildet.

Anschließend an die Schnecke 2 besitzt die Spindel 11 einen kegeligen Teil 3, der mit der Wand der Gehäusebohrung in daran sich verengendem Teil 1 einen engen Ringspalt von durch Längsverschiebung der Spindel 11 einstellbarer Weite bildet. Durch Veränderung der Weite dieses Spaltes läßt sich die Stauwirkung und damit die Knetwirkung der Schnecke 2 auf das in Plastifizierung begriffene Gut einstellen. In diesem Spalt findet gleichzeitig durch dieses Gut die Abdichtung der Entgasungskammer 4 gegen die Atmosphäre im Bereich der nicht dargestellten Vorrichtung zum Einfüllen des Gutes in die Schnecke 2 statt.

. Die Entgasungskammer 4 ist oben durch einen nicht dargestellten Deckel luftdicht abschließbar und über eine in diesem Deckel angeschlossene Absaugleitung mit einer Vakuumpumpe verbunden, die in der Kammer 4 einen Unterdruck aufrechterhält.

Der sich durch die Entgasungskammer 4 erstrekkende Abschnitt 5 der Schneckenspindel 11 weist ein sogenanntes QuetschprofU (F i g. 2) auf, bei dem das Profil der in der Förderrichtung 12 vorderen Gangflanken mit der Drehachse der Spindel einen kleinen Winkel α von beispielsweise 15° bildet. Das Profil der entgegengesetzten, in bezug auf die Förderrichtung 12 hinteren Gangflanken hingegen bildet mit der Drehachse einen viel größeren Winkel, im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen rechten Winkel. Diese Ausbildung des Gewindes steht im Gegensatz zu der bei Förderschnecken üblichen, bei der die vordere Flanke als sogenannte Schubschulter steil ist und zum Vorwärtsschieben des Gutes dient.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, schließt sich die Wandung der Entgasungskammer nur in einem begrenzten Sektor, hier im rechten unteren Quadranten der Figur an den Scheitel der Schneckenstege des Schneckenabschnittes 5 an, und zwar derart, daß dort zwischen dem Schneckenstegscheitel und der Kammerwandung ein enger Spalt von etwa 0,1 bis 0,2 mm verbleibt. In diesem Sektor des von den Schneckensfegen der Schnecke S bestrichenen Raumes wird das jeweils in der Nut zwischen den Stegen befindliche plastifizierte Gut kurzzeitig unter hohen Druck gesetzt, wobei es infolge der geringen .Neigung, der vorderen Schneckengangflanken leicht nach hinten fließt und fortwährend durch derf genannten engen Spalt in Form einer dünnen Schicht in die Nut des nächsthinteren Schneckenganges übertritt und sich dabei sofort wieder entspannt, da hinter den steüen

ίο hinteren Flanken der mit hoher Umfangsgeschwindigkeit umlaufenden Schnecke ein verminderter Druck herrscht. Dabei wird das diese dünne Schicht büdende Gut vom eingeschlossen Gas befreit. Es vermischt sich dann mit dem übrigen in diesem hinteren Schnekkengang befindlichen und wird mit ihm wieder vorwärts befördert.

Neben der Schnecke 5 bUdet die Entgasungskammer 4 eine keüförmige Tasche 6 (Fig. 3), in der das plastifizierte Gut umgewälzt wird, während es in Längsrichtung durch die Entgasungskammer 4 fortschreitet. Dabei kommen immer wieder andere Teile desselben an die Oberfläche und werden entgast.

Beim Verlassen der Entgasungskammer 4 tritt das Material in die Gänge eines weiteren, wiederum als herkömmliche Druckförderschnecke ausgebildeten Abschnittes 7 der Schneckenspindel 11, der in einer zylindrischen Bohrung des Gehäuses 10 umläuft, und verläßt dann die Maschine in üblicher Weise durch einen Spritzkopf.

Es werden vorzugsweise Umfangsgeschwindigkeiten der Schnecke von 0,8 m pro Sekunde bis 7 m pro Sekunde angewandt. Versuche haben gezeigt, daß das beschriebene QuetschprofU bei einer Steigung von 50 mm und eine Gangtiefe von 3 mm eine Mengenleistung von 150 kg/h bei Verarbeitung von PoIy-■ amid erzielt, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Schnecke etwa 3,7 m pro Sekunde beträgt.

Um die Entgasungswirkung den jeweiligen Bedürfnissen und dem jeweils verarbeiteten thermoplastisehen Substanzgemisch anpassen zu können, wird zweckmäßig der untere, die Schneckenspindel 5 umgebende TeU der Wandung der Entgasungskammer 4, etwa der in F i g. 3 im Querschnitt gezeigte Teil von einem vom Gehäuse 10 abnehmbaren Einsatz gebildet. Dieser Einsatz kann dann gegen einen solchen ausgewechselt werden, dessen Innenfläche ein anderes Profil besitzt, beispielsweise in einem anderen, breiteren oder schmaleren Sektor mit dem Scheitel der Schneckenstege zusammenwirkt, mit diesem einen engeren oder weiteren Spalt bildet, oder die keilförmige Tasche 6 anders gestaltet.

Statt zur Entgasung eines Gutes kann die beschriebene Schneckenpresse auch zum Entfeuchten des Gutes oder zum Austreiben von Monomeren verwendet werden.

Der im vorstehenden Beispiel mit 4 bezeichnete Raum, in dem dort zwecks Entgasung des Gutes ein Unterdruck aufrechterhalten wird, könnte auch dazu verwendet werden, in das Gut ein Gas, eine Flüssigkeit oder feste Bestandteile einzuführen und es durch die Knetwirkung der Schnecke im Gut gleichförmig zu verteüen. Zu diesem Zwecke wäre an diesen Raum statt einer Absaugleitung eine Zuleitung für die einzuführende Substanz anzuschließen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schneckenpresse zum Plastifizieren und Verändern der Zusammensetzung von kontinuierlich

gefördertem Gut, wobei dieses Gut mittels einer umlaufenden Schneckenspindel in einem Verarbeitungskanal im Anschluß an einen Plastifizierungsabschnitt durch einen Ringspalt von einstellbarer Weite in eine die Schnecke auf einer Seite freilegende Entgasungskammer gefördert wird, in der ein Unterdruck aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der sich durch die Entgasungskammer erstreckende Abschnitt der Schneckenspindel Schneckenstege aufweist, bei denen das Profil der in der Förderrichtung vorderen Gangflanken mit der Schneckenachse einen erheblich kleineren Winkel bildet als dasjenige der hinteren Gangflanken und daß die Wandung der Entgasungskanuner in einem Sektor des von den Schneckenstegen bestrichenen Raumes mit dem Scheitel der Stege einen engen Spalt bildet.

2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungskanuner im Bereich der Schneckenspindel durch einen abnehmbaren und auswechselbaren Einsatz begrenzt wird.

3. Schneckenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungskammer mit mindestens einem Abschnitt des Verarbeitungskanals durch einen um die Schneckenspindel herumlaufenden konischen Ringspalt in Verbindung steht, der beim Betrieb der Presse vom genannten Gut ausgefüllt und abgedichtet wird.

4. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Wegnahme des Unterdrucks in der Entgasungskammer diese an eine Zuleitung für die Einspeisung einer gasförmigen, flüssigen oder festen Substanz in das Gut anschließbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1030 011,
205,1099 996;
USA.-Patentschrift Nr. 2 736 058.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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