DE1529762B2

DE1529762B2 - FAST-RUNNING AUTOTHERMAL AND FILLED SCREW EXTRUSION PRESS

Info

Publication number: DE1529762B2
Application number: DE19631529762
Authority: DE
Inventors: Erich 6520 Weinsheim; Angermann Hans Dipl.-Ing. 8900 Augsburg; Schmaus Franz-Xaver; Ilgen Gerhard; 8902 Göggingen Beck
Original assignee: Alpine AG
Current assignee: Alpine AG
Priority date: 1963-10-02
Filing date: 1963-10-02
Publication date: 1971-12-16
Also published as: DE1529762A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine schneilauf ende, autotherm und mit gefüllten Schneckengängen betriebene Schneckenstrangpresse, in der bekanntlich der zu verarbeitende Kunststoff durch Reibungswärme aufgeschmolzen wird. Sie bezweckt eine Ausbildung einer solchen Schneckenstrangpresse, die auf einfache Weise hohe Ausstoßmengen ohne thermische Uberbeanspruchung des Kunststoffes ermöglicht.The invention relates to a sniffing end, autothermal and operated with filled screw flights Screw extruder, in which the plastic to be processed is known to be produced by frictional heat is melted. It aims to design such a screw extruder on enables high output quantities without thermal overloading of the plastic in a simple manner.

Es ist zwar eine mit gefüllten Schneckengängen betriebene Schneckenstrangpresse bekannt, die ebenfalls eine geringe Gangtiefe und kleine Schnecken^ länge aufweist. Hier handelt es sich aber nicht wie bei der vorliegenden Erfindung um eine autotherm betriebene Schneckenstrangpresse, in der der zu verarbeitende Kunststoff durch Reibungswärme aufgeschmolzen wird, sondern um eine Schneckenstrangpresse, die die Aufgabe hat, bereits im geschmolzenen Zustand befindlichen Kunststoff nur zu fördern. Dieser sogenannte »Schmelzextruder« kann mit der Schneckenstrangpresse nach der Erfindung nicht verglichen werden, da er anders als diese betrieben wird und eine geringe Umfangsgeschwindigkeit der Schnecke aufweist. ^*.-.-A screw extruder operated with filled screw flights is known which is also known has a shallow flight depth and a small worm length. But here it is not how in the present invention to an autothermally operated screw extruder, in which the to be processed Plastic is melted by frictional heat, but around a screw extruder, which has the task of only conveying plastic that is already in the molten state. This so-called "melt extruder" cannot work with the screw extruder according to the invention be compared because it is operated differently and has a low peripheral speed of the Has screw. ^ *.-.-

Bei einer scrnfeffSÖfenden, autotherm und mit gefüllten Schneckengängen betriebenen Schneckenstrangpresse für die Sphnecke eine Umfangsgeschwindigkeit über 0,7 m/sec zu verwenden, ist seit vielen Jahren an sich bekannt, nicht aber in Verbindung mit außerordentlich geringen Gangtiefen und Schneckenlängen kleiner als 8 -D, wobei D den Durchmesser der Schnecke bezeichnet.It has been known per se for many years to use a circumferential speed of over 0.7 m / sec in a screw extruder operated with filled screw flights and autothermally with filled screw flights, but not in connection with extremely small flight depths and screw lengths less than 8 -D, where D is the diameter of the screw.

Man ist schon seit langer Zeit bemüht, die Ausstoßmengen und damit die Wirtschaftlichkeit der heute auf dem Markt befindlichen Schneckenstrangpressen, und zwar sowohl der mit einer äußeren Beheizung betriebenen als auch der autotherm betriebenen Schneckenstrangpressen zu erhöhen.Efforts have been made for a long time to reduce the output quantities and thus the profitability of the screw extrusion presses on the market today, both with external heating operated as well as the autothermally operated screw extrusion presses.

In Fachkreisen herrscht durchwegs die Ansicht, daß bei den Schneckenstrangpressen mit äußerer Beheizung hierfür eine Verlängerung der Schnecke unbedingt Voraussetzung ist. So hat man in den letzten Jahren durch Verlängerung der Schnecke von 12 bis 15 -D auf bis zu 30 -D (D bezeichnet den Durchmesser der Schnecke), durch Einbau einer zur Beeinflussung der Rückströmung dienenden Drossel hinter der Schnecke und durch Erhöhung der Schneckendrehzahl versucht, die Ausstoßmenge dieser Schnekkenstrangpressen zu eVhöhen. Man hat bei diesen langen Schnecken verhältnismäßig hohe Umfangsgeschwindigkeiten versuchsweise angewendet, wobei man zu dem Ergebnis kam, daß bei Umfangsgeschwindigkeiten über 0,5 m/sec eine thermische Uberbeanspruchung der Thermoplaste unvermeidbar ist. Der Einsatz dieser Schneckenstrangpressen in hohen Geschwindigkeitsbereichen ist deshalb nicht möglich. Diesen Schneckenstrangpressen sind also hinsichtlich der Ausstoßmenge verhältnismäßig enge Grenzen gesetzt. In Fachkreisen hält man die maximale Umfangsgeschwindigkeit der Schnecke für erreicht. In expert circles there is consistently the opinion that an extension of the screw is an absolute prerequisite for screw extrusion presses with external heating. In recent years, attempts have been made by lengthening the screw from 12 to 15 -D to up to 30 -D (D denotes the diameter of the screw), by installing a throttle behind the screw to influence the return flow and by increasing the screw speed , the output of these screw extruders in eV heights. Relatively high circumferential speeds have been used on a trial basis with these long screws, the result being that at circumferential speeds above 0.5 m / sec, thermal overloading of the thermoplastics is unavoidable. The use of these screw extrusions in high speed ranges is therefore not possible. These screw extrusions are therefore set relatively narrow limits with regard to the output quantity. Experts believe that the maximum peripheral speed of the screw has been reached.

Auch bei den schnellaufenden, autotherm und mit gefüllten Schneckengängen betriebenen Schneckensträngpressen, von denen die Erfindung ausgeht, hat man längere Schnecken eingesetzt, da man hier ebenso wie bei den Schneckenstrangpressen mit äußerer Beheizung eine Verlängerung der Schnecke als Voraussetzung für eine Steigerung der Ausstoßmenge und damit Erhöhung der Wirtschaftlichkeit ansieht.Even with the high-speed, autothermal and filled screw extrusion presses, from which the invention is based, one has used longer screws, since one is here as well As with the screw extrusion presses with external heating, an extension of the screw is a prerequisite for an increase in the output volume and thus an increase in profitability.

Nach längeren theoretischen Überlegungen und vielen Versuchen (vgl. Zeitschrift »Kunststoffe«, 1963, H. 10, S. 786 bis 790) sind die Erfinder zu der Überzeugung gekommen, daß die Entwicklung dieser Schneckenstrangpressen zur Erreichung höherer Ausstoßmengen für einen großen Teil der zu verarbeitenden Thermoplaste in falsche Richtung ging, denn zur Erzielung höherer Ausstoßmengen ohne thermische Schädigungen des Materials müssen nachAfter lengthy theoretical considerations and many experiments (see the journal »Kunststoffe«, 1963, no. 10, pp. 786 to 790) the inventors have come to the conviction that the development these screw extrusions to achieve higher output quantities for a large part of the to be processed Thermoplastics went in the wrong direction, because to achieve higher output quantities without thermal damage to the material must be restored

ίο den Überlegungen und Feststellungen der Erfinder die Schnecken nicht länger, sondern kürzer ausgebildet werden. Es ist also ein seit langem bestehendes Vorurteil zu beseitigen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei den Schneckenstrangpressen der eingangs geschilderten Art die Durchsatzleistung zu erhöhen.ίο the considerations and findings of the inventors the snails are not made longer, but shorter. So it's a long-standing one Eliminate prejudice. The invention is therefore based on the problem of screw extrusions to increase the throughput of the type described at the beginning.

Erfindungsgemäß wird daher bei einer schnelllaufenden, autotherm und mit gefüllten Schneckengängen betriebenen Schneckenstrangpresse die Kombinarion der folgenden, an sich bekannten Merkmale vorgeschlagen:According to the invention, therefore, with a high-speed, autothermal and with filled screw flights operated screw extruder the combination of the following, known features suggested:

1. Gangtiefen der Schnecke zwischen V25 und1. Thread depths of the worm between V25 and

2. Umfangsgeschwindigkeiten der Schnecke über 0,7 m/sec,2. Circumferential speeds of the screw over 0.7 m / sec,

3. Schneckenlänge kleiner als~8--£>,
wobei D der Schneckendurchmesser ist. ■3. auger length less than ~ 8-- £>,
where D is the screw diameter. ■

Es konnte durch theoretische Überlegungen und praktische Versuche bestätigt werden, daß bei Schneckenumfangsgeschwindigkeiten bis zu i,5 m/sec die Massenerwärmung in Schnellauf enden, autotherm betriebenen Schneckenstrangpressen auch bei der Betriebsweise mit gefüllten Schneckengängen in gut tragbaren Grenzen gehalten werden kann, wenn die wirksame Schneckenlänge entgegen der herrschenden Meinung klein gehalten wird.It could be confirmed by theoretical considerations and practical tests that with Circumferential screw speeds of up to 1.5 m / sec. The mass heating ends in high speed, autothermal operated screw extrusion presses also in the mode of operation with filled screw flights in good acceptable limits can be kept if the effective screw length is contrary to the prevailing Opinion is kept small.

Der Figur, in der für ein bestimmtes Thermoplast die Ausstoßmenge G in Abhängigkeit von der Gangtiefe h für verschiedene Schneckendrehzahlen η (Schneckendurchmesser £>=35mm) und Massetemperaturen T_M aufgetragen ist, lassen sich beispielsweise die optimalen Gangtiefen bei optimaler Schneckendrehzahl und maximaler Ausstoßmenge für die gewünschte Massetemperatur bei zufriedenstellender Qualität entnehmen.The figure in which the output quantity G is plotted as a function of the flight depth h for various screw speeds η (screw diameter £> = 35mm) and melt temperatures T _M for a specific thermoplastic shows, for example, the optimal flight depths at the optimal screw speed and maximum output volume for the Take the desired melt temperature with satisfactory quality.

Es hat sich bei den Versuchen ferner bestätigt, daß die geringen Gangtiefen erforderlich sind, um einen genügend gleichmäßigen Ausstoß sowie eine ausreichende Mischwirkung zu erzielen. ·It has also been confirmed in the tests that the shallow pitches are required to get one to achieve sufficient uniform output and a sufficient mixing effect. ·

Wesentlich an der Erfindung ist, daß bei der vor-' ausgesetzten Schneckenstrangpresse durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale eine beachtliche und nicht zu erwartende Steigerung der Ausstoßmenge erzielt wird.What is essential to the invention is that in the front 'exposed screw extruder by the combination of the characteristics known per se a considerable and unexpected increase in Ejection amount is achieved.

Claims

Claim:

High-speed, autothermal and filled screw extrusion press, characterized by the combination of the following known features:
1. flight depths of the screw between V25 and Vso-D,
2. Circumferential speed of the worm over

0.7 m / sec,

3. screw length less than 8 -D,
where D is the screw diameter.