DE1529774C - Vorrichtung zum Regeln des Rückdrucks zwischen zwei hintereinander angeordneten zweispindeligen Extrudern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Re- flußquerschnitt zwischen Bund und Ringnut geändert

geln des Rückdrucks zwischen zwei hintereinander werden (deutsche Auslegeschrift 1 201 041).

angeordneten mehrspindeligen Extrudern mit einem Eine einfache Durchflußmengenregulierung bei ein-

Drosselblock am Umlenkkopfgehäuse des ersten wandfreiem Kneteffekt kann ferner dadurch erreicht

Extruders. 5 werden, daß zwischen der Hochdruckzone nach der

Die Bauarten von Schneckenpressen oder Extru- Füllöffnung und der Niederdruckzone nach dem Aus-

dern, deren wesentliche Arbeitswerkzeuge gewöhn- stoßende an Extrudern eine Drosselstelle angebracht

lieh ein- oder mehrspindelige, im Eingriff mitein- ist, die einen ringförmigen Durchgangsraum für die

anderstehende Schnecken sind die in einem Zylinder Masse freiläßt, der von einander gegenüberliegenden

axial mehr oder weniger dicht schließen und gleich- io konischen Flächen auf der Schnecke und einem Zy-

sinnig oder entgegengesetzt rotieren, sind recht linder begrenzt ist. Der Querschnitt des ringförmigen

mannigfaltig. Man bedient sich dieser Arbeits- Durchgangsraumes ist auch in diesem Falle durch

maschinen hauptsächlich in der chemischen Tech- axiale Verschiebung der Schnecke veränderbar (deut-

nologie im steigenden Umfange für vielfältige sehe Auslegeschrift 1099 996).

Zwecke, z. B. zum stetigen Aufbereiten hochviskoser 15 Bei schwierig zu verarbeitenden Kunststoffmassen

Massen, zum Abscheiden von flüssigen oder gasför- reichen jedoch die bekannten Drosselmöglichkeiten

migen Medien aus plastischem Gut oder zum Kneten nicht aus, um ein qualitativ einwandfreies Erzeugnis

und/oder Mischen von zähflüssigen, pulverförmigen zu erzielen. Deshalb hat man auch schon eine zweite

oder körnigen Kunststoffen. Drosselstelle im Förderweg der Kunststoffmasse vor-

Für die Güte der extrudierten Zwischenerzeugnisse 20 gesehen, so daß der Massedruck in einem weiteren ist eine gute Knetung und Mischung der Kunststoff- Bereich auf den jeweils zu verarbeitenden Kunststoff masse neben einer gleichmäßigen Erwärmung durch abgestimmt werden kann: Beide Drosselstellen sinji von außen her £agrfärrrte Fremdwärme und eine zentral vom Ende der Schnecke aus durch den Bedurch Reibung im Kunststoff erzeugte Wärme aus- dienungsmann einstellbar und an allen Durchgangsschlaggebend. Die zwangläufige Förderung der Kunst- 25 Verengungen ist der Anschluß voDuDruckmeßvorrichstoffmischung bedingt einen regelmäßigen Ausstoß tungen vorgesehen, die mit einer Antriebsvorrichtung und die gemeinsame Knetarbeit der Schnecken muß beliebiger Art derart in Verbindung stehen, daß in eine gute Plastifizierleistung liefern. Die Dichtigkeit Abhängigkeit von den Druckmeßwerten die Drosseides gezogenen Kunststoffstranges wird dadurch er- stellen steuerbar sind.

zielt, daß das Material im Inneren des Extruders 30 Es sind auch schon Extruder bekannt, die im Bestufenweise so großen Drücken wie nur möglich aus- reich der Schneckenspitze einen im Querschnitt vergesetzt wird. stellbaren Ringspalt aufweisen, so daß durch axiale

Je nach Art der aufzubereitenden Masse muß ein Verschiebung der Schnecken die Drosselwirkung zur

mehr oder weniger starker Kneteffekt erzielt werden, Erzielung des erforderlichen Massedrucks eingestellt

um eine einwandfreie Homogenisierung zu erzielen. 35 werden kann. Bei schwierig zu verarbeitenden Kunst-

Eine Änderung des Knet- und/oder Mischeffekts läßt stoffen reichen jedoch diese bekannten Drosselmög-

sich bekanntlich durch den Austausch der Schnecken lichkeiten nicht aus, um ein einwandfreies Erzeugnis

bzw. Schneckenbüchsen gegen solche mit einem zu erzielen.

anderen Fördervolumen ihrer Gänge bei gleicher Trotz genauer Kontrolle der Druckverhältnisse bei Drehzahl der Schneckenwelle erreichen. Darüber hin- 4° der Verarbeitung der gebräuchlichen Kunststoffe sind aus läßt sich eine hohe Knet- und Mischwirkung in die^gängigen Extruder für eine einwandfreie Homoder Weise erzielen, daß die zu verarbeitende Masse genisierung von Materialien mit stark streuenden und beim Durchgang durch den Extruder durch brem- wechselnden Einflußgrößen, wie z. B. Schüttgewicht, sende Gewindeteile in der Förderrichtung gedrückt Rieselfähigkeit, K-Wert, Wärmestabilität, mit 'Gleitwird. Die Gewindeteile erhöhen als Drosselorgane 45 mitts!- und Stabilisatorzusatz nebst sonstigen Beidie Verweilzeit der Masse in dem Extruder, womit mengungen, noch nicht universell verwendbar. Hieran eine Verbesserung de* Knet- und Mischeffektes ändert auch nichts die, Anwendung mehrerer Extrueinhergeht. Die Intensität dieser Wirkung auf das der, die hintereinander oder im Winkel zueinander, Preßgut steigt mit zunehmendem Rückdruck vor angeordnet sind und für sich getrennt oder von einer* dem Mundstück an. Durch ein vor der Eingangs- 5° einzigen Stelle aus gemeinsam angetrieben werden. Öffnung des Mundstücks angeordnetes Druckfluß- Bei solchen Duplexmaschinen schiebt gewöhnlich die regulierventil hat man schon versucht, einen eine Maschine ihre Arbeitsmasse über einen Verbinvorbestimmten Masserückdruck nach Überwindung dungsstutzen in die nachgeschaltete Maschine gleicher eines bestimmten Förderdruckes sicherzustellen. Art. Dieser Verbindungskanal zwischen zwei Aggre-Der gleichmäßige hohe Rückdruck vor dem Mund- 55 gaten wird in der allgemeinen Fördertechnik schon stück soll ein einwandfreies Erzeugnis begün- seit langem für Sonderzwecke mit herangezogen. So stigen. weist er z. B. zur Beschleunigung von Trennvor-

Ein anderer Vorschlag für die Erzielung einer gangen einen Anschluß zu einer Vakuum- oder Konhohen stufenweisen Verdichtung zielt darauf ab, daß densatorleitung auf oder ist selbst als Vakuumbehäldie Schnecken oder Rotorkörper einen oder mehrere 60 ter ausgebildet. In der einschlägigen Technik der Ver-Stauabschnitte aufweisen, die aus einem die Schnek- arbeitung plastischer Massen hat man auch schon im kengänge unterbrechenden ringförmigen Bund und Übergang zwischen zwei aufeinanderfolgenden Extrueiner im Bereich dieses Bundes vorgesehenen Ring- dem eine gesteuerte Durchlaßvorrichtung, und zwar nut im Zylinder bestehen. Infolge der durch die Quer- einen Drehschieber vorgesehen, durch den ein Vorschnittseinschnürung verursachten Stauung wird die 65 eilen von Mischungsbestandteilen aus der ersten Ma-Kunststoffmasse verdichtet. Bei Einschnecken-Extru- schine unterbunden werden soll, so daß die dem kann durch zusätzliche axiale Verschiebung des Mischung nur im gebundenen Zustand in die zweite Rotorkörpers gegenüber dem Zylinder der Durch- Maschine gelangt. Durch den in Abhängigkeit vom

Füllvolumen der zweiten Maschine gesteuerten Drehschieber wird die Bearbeitungsstufe in dieser Maschine so gespeist, daß die Stetigkeit des Masseflusses zu den Rotorkörpern der zweiten Maschine gewährleistet ist. ό

Langjährige Beobachtungen, ausgiebige Versuche und Untersuchungen haben ergeben, daß der Rückdruck im Arbeitszylinder weitgehend die Plastifizierung und Homogenisierung der Kunststoffmasse beeinflußt, jedoch dem Ausstoß der Schnecke entgegenwirkt. Schließlich ist es bekannt, einen Drosselblock in einer Ebene zur Ausstoßdüse eines Extruders vorzusehen (britische Patentschrift 978 331). Mit dieser Ausstattung des Extruders geht jedoch der schwerwiegende Nachteil einher, daß der Drosseldorn in der Zone hohen Druckes liegt. Bei dem hohen Druckaufbau, z. B. bis zu 500 atü, der durch eine enge Spaltstellung des Drosselkegels entstehen kann, kann die plastifizierte Kunststoffmasse in die Passung des Drosseldornes eindringen und auf diese Weise jede elastische Regelmöglichkeit praktisch ausschalten. Die Festsetzung des Kunststoffs im Regelspalt führt aber leicht zu VefÖrenBurfgeh und zur Zersetzung des Kunststoffs.

Der Erfindung liegt jdaher die Aufgabe zugrunde, bei Anwendung von zwei Mehrfachextrudern mit einem Drosselblock am Umlaufkopfgehäuse den Rückdruck so zu regeln, daß die vorstehend erwähnten Nachteile nicht mehr auftreten. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß in der Weise, daß der Drosselblock mit seinem axialverstellbaren Drosseldorn in gleicher Ebene zu den Plastifizierschnecken des ersten Extruders liegt und zur Regelspaltbildung mit dem Konus des Drosseldorns in den Ausstoßkanal des gleichen Extruders hineinragt.

Bei einer zusätzlichen Anordnung einer Schraubenmutter zur Änderung der Breite des Regelspaltes ist der Drosseldorn zweckmäßig in einer schneidenförmig ausgebildeten Hülse längsbeweglich geführt. Mit Vorteil stützt sich die Schraubenmutter gegen Tellerfedern ab. Zur Anzeige des Federwegs ist eine Meßdose und zur Anzeige der Breite des Regelspaltes ist eine Skala vorgesehen.

Beim Erfindungsgegenstand wird der empfindliche und plastifizierte Kunststoffstrang strömungstechnisch einwandfrei von der Spitze zum Ring im Hohlkegel stetig und filmartig vertlreitert. Die zu verarbeitende Masse wird ohne tote Ecken und Winkel in die Forderschnecke des nachfolgenden Extruders ausgestoßen. Schließlich ist auf die Viskosität und den Reibungskoeffizienten zwischen Stahl und Kunststoff bei Kanalverengungen und starken Umleitungen besonders Bedacht zu nehmen. Die Homogenität der Kunststoffmasse ist also beim Erfindungsgegenstand besser gewährleistet als bei den bekannten Extruderbauarten, wobei der Rückdruck im Arbeitszylinder des ersten Extruders reguliert wird, der die Masse zu plastifizieren hat, so daß dem zweiten Extruder lediglieh die Aufgabe zukommt, daß empfindliche plastifizierte Material auf kurzem Wege auszustoßen.

Die auf den Rückdruck sich auswirkenden Größen setzen sich im wesentlichen zusammen aus der Ausstoßmenge, der Viskosität und dem Reibungskoeffizient der Masse. Durch die mechanische Regelung des Rückdrucks mit Hilfe des erfindungsgemäß angeordneten Drosselblockes und dessen Drosseldorn wird der Vorteil technischer Art erzielt, daß die Regulierung des Rückdrucks innerhalb des ersten Extruders A gleichzeitig dessen Plastifizierleistung optimal beeinflußt. Bei der Verarbeitung von z. B. Polyvinylchlorid ist erfahrungsgemäß die Schmelze nach ihrem Austritt aus dem Extruder sehr empfindHch. Jedwede zu starke Drosselung würde bei diesem Aggregatzustand zu Ausscheidungen oder Verbrennungen führen. Ferner ist der Rückdruck in jedem Stadium des Knet- oder Mischvorganges leicht meßbar und infolge der Tellerfederanordnung automatisch regelbar. Die Möglichkeit der Ablesung der Spalteinstellung stellt für die Bedienung der gesamten Maschine eine wesentliche Arbeitserleichterung dar.

Die Einflußgrößen der Materialchargen können durch die leichte mechanische Bedienung des erfindungsgemäß angeordneten Drosseldorns nunmehr weitgehend eliminiert werden, womit eine größere Arbeitsleistung sowie die Erzielung eines einwandfreien plastifizierten Materials einhergeht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Drosseldorns im Schnitt dargestellt. Man erkennt die beiden mehrspindeligen Extruder, und zwar Extruder A für die Plastifizierurig der Kunststoffmasse und Extruder B für den Ausstoß des plastifizierten Preßgutes. Die beiden Extruder sind in der Weise hintereinander angeordnet, daß der rüekw.ärtige Teil des Arbeitszylinders des Extruders^ sich über,dem vorderen Teil des Arbeitszylinders des zweiten Extruders B befindet. Beide Arbeitszylinder sind mit einem Verteilgetriebe bekannter Bauart (nicht dargestellt) fest verbunden. Die beiden Schneckenpaare sind — wie üblich — direkt an das Getriebe gekuppelt und vorzugsweise voneinander drehzahlabhängig. Zwischen den beiden Extrudern befindet sich das Umlenkkopf gehäuse 1 mit dem Ausstoßkanal 1 α. Am Umlenkkopfgehäuse ist der Drosselblock durch einen Flansch 8 befestigt. Der Drosselblock zergliedert sich im wesentlichen in eine schneidenförmig ausgebildete Hülse 3, in der der Drosseldorn 2 geführt ist, dessen Spitze den Ausstoßkanal la je nach den vorherrschenden Betriebsbedingungen absperrt. Die Verstellbarkeit«des Drosseldorns 2 erfolgt durch die Schraubenmutter 4, die gegen die Tellerfedern 5 anliegt. Die Meßdose 6 zeigt den vorhandenen Druck am Drosseldorn an, während die Skala 7 das Maß der Spaltbreite anzeigt. Im Bereich des Förderkanals 9 ist ein Vakuumanschluß vorgesehen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Regeln des Rückdrucks zwischen zwei hintereinander angeordneten mehrspindeligen Extrudern mit einem Drosselblock am Umlenkkopfgehäuse des ersten Extruders, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosseiblock mit seinem axialverstellbaren Drosseldorn (2) in gleicher Ebene zu den Plastifizierschnecken des ersten Extruders (A) liegt und zur Regelspaltbildung mit dem Konus des Drosseldorns (2) in den Ausstoßkanal (la) des gleichen Extruders (A) hineinragt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Schraubenmutter zur Änderung der Breite des Regelspalts, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosseldorn (2) in einer schneidenförmig ausgebildeten Hülse (3) längsbeweglich geführt ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenmutter (4) sich gegen Tellerfedern (5) abstützt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge-

kennzeichnet, daß eine Meßdose (6) zur Anzeige des Federwegs vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Skala (7) zur Anzeige der Breite des konischen Regelspalts vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen