DE1529798C - Vorrichtung zum kontinuierlichen Homo genisieren und Strangpressen von verschie denarügen Kunststoffen - Google Patents
Vorrichtung zum kontinuierlichen Homo genisieren und Strangpressen von verschie denarügen KunststoffenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Homogenisieren und Strangpressen von verschiedenartigen Kunststoffen mit einer in einem
Gehäuse drehbar angeordneten Förderschnecke und einer Zuführeinrichtung.
Es ist bereits eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Strangpressen bekannt (USA.-Patentschrift
2366417), bei der zwei parallel in einem Abstand zueinander angeordnete Kolben-Zylinder-Einrichtungen
über zwischen einer Offen-, und Schließstellung betätigbare Schieber mit den als Plastifizierkammern
ausgebildeten Schenkeln eines V-förmigen Körpers verbunden sind, an dessen Vorderende das plastifizierte
Material ausgepreßt wird. Durch geeignete Steuerung der Vorschubkolben sowie der Schieber
wird ein kontinuierliches Strangpressen,erzielt. Dabei ist jedoch ein& Förderschnecke zum Homogenisieren
und Plastifizieren des Kunststoffes nicht vorgesehen. Der Einbau einer solchen Förderschnecke ist auch
. nicht ohne weiteres möglich.
Ferner ist es bekannt (schweizerische Patentschrift 338 600), eine in einem Gehäuse drehbar angeordnete Förderschnecke mit Zuführeinrichtungen
zu versehen, die in Form von weiteren Schnecken quer zur Förderschnecke an gegenüberliegenden Seiten
des Gehäuses angeordnet sind. Dabei sind zwischen der Förderschnecke und den Zuführeinrichtungen
Sieböffnungen und Leerräume vorgesehen, die einen glatten Durchfluß des plastischen Materials erschweren.
Ferner bedingen die Zuführschnecken einen erheblichen Mehraufwand. Insbesondere ist aber
die Leistung dieser Vorrichtung gering, da sowohl die Förderschnecke als auch die Zuführschnecken
bekanntlich eine geringe volumetrische .Vorschubleistung aufweisen. -
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer kontinuierlichen Strangpresse die volumetrische
Vorschubleistung der Förderschnecke zu erhöhen. .
Diese Aufgabe ist bei der Vorrichtung der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß durch die
Kombination der folgenden Merkmale gelöst;
a) Die Zuführeinrichtung weist zwei) .voneinander getrennt am Gehäuse angeordnete Kolben-Zylinder-Einrichtungen
auf, deren Druck auf die strangzupressende Masse wechselweise regelbar ist. · '
b) Unmittelbar an der Einmündung jedes Zylinders in das Gehäuse ist eine Absperreinrichtung :
angeordnet. . .
c) Die Absperreinrichtungen sind jeweils abhängig von der Kolbenbewegung zwischen einer Offen-
und einer Schließstellung betätigbar.
■ Wie bereits erwähnt, ist die volumetrische Vorschubleistung
einer Förderschnecke verhältnismäßig gering und liegt etwa bei 20 bis 30% der tatsächlich
stranggepreßten Materialmenge gegenüber der theoretisch möglichen Materialmenge. Der Grund hierfür
liegt insbesondere darin, daß zwischen der Schnecke und dem plastischen Material ein Schlupf durch den
Gegendruck auftritt. Erfindungsgemäß wird nun durch die Kolben-Zylinder-Einrichtungen ein Druck
auf das plastische Material nicht nur zum Beschicken der Förderschnecke, sondern gerade auf das von der
Förderschnecke strangzupressende Material ausge- ' geübt, so daß der Schlupf verringert und die volumetrische
Vorschubleistung erheblich vergrößert wird.
Dabei kann die volumetrische Vorschubleistung der Förderschnecke sogar . größer als : 100 °/o werden.
Durch den Drück der Kolben-Zylinder-Einrichtungen wird somit die Bewegung der Förderschnecke beim
Vorschub des Materials durch das Gehäuse hindurch unterstützt.
Darüber hinaus kann der Plastifiziervorgang durch den Druck der Kolben-Zylinder-Einrichtungen eingestellt
werden, so daß insbesondere unterschiedliche Anforderungen von verschiedenartigen Kunststoffen
berücksichtigt werden können. Um verschiedenartige Kunststoffe verarbeiten zu können, ist es
nicht nötig, die Förderschnecke zu wechseln, da Art und Dauer des Plastifizieryorgangs wenigstens innerhalb
enger Grenzen einstellbar sind.
-Die erfindungsgemäße Vorrichtung liefert somit kontinuierlich ein stranggepreßtes Erzeugnis bei
hoher Produktionsgeschwindigkeit. Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.:
Es zeigt ;r:' ~ \ .
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, teilweise im Mittelschnitt und teilweise ge-r.<.
brachen, . . .
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung in einer anderen Ausführungsform und . - '
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Steueranlage
für die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung. .:
F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung 10, bestehend aus einem Gehäuse 11 und Kolben-Zylinder-Einrichtungen 12 und 13 zum Zuführen des Kunststoffes. Das
Gehäuse 11 weist zwei Einlaßöffnungen 14 und 16 für die Kolben-Zylinder-Einrichtungen auf.
In dem Gehäuse 11 ist eine' Förderschnecke 17
drehbar angeordnet. Die Förderschnecke 17 besitzt
einen mit Gängen versehenen Abschnitt 18, der sich von den Einlaßöffnungen 14 und 16 zur Auslaßöffnung 19 der Schnecke erstreckt. Dort ist ein Formstück 20 befestigt. Die Förderschnecke 17 weist ferner
einen Abschnitt 21 mit flachen Nuten 22 auf, die im Vergleich zu den Gängen des Abschnitts 18 entgegengesetzt
verlaufen und flach sind. Somit fördert die Förderschnecke nahezu den gesamten Kunststoff der
in die Einlaßöffnungen 14 und 16 eintritt, in Richtung auf die Auslaßöffnung 19. Nur eine kleine Menge
Kunststoff gelangt durch die Nuten 22 zu Schmierzwecken in das offene obere Ende 23 des Gehäuses 11.
Die Gänge im Abschnitt 18 haben eine konstante Steigung sowie einen .konstanten Durchmesser bis
auf einen konvergierenden Endabschnitt 25. Es können aber auch andere Schneckenformen Verwendung
finden. Die der Kolben-Zylinder-Einrichtung 12 entsprechenden Teile der Einrichtung 13 sind mit dem
Zusatz α bezeichnet. ....·. ..·-..
An einem Zylinder 24 bzw. 24 a, welcher auf einer
Grundplatte (nicht gezeigt) befestigt ist, ist im Bereich seines äußeren Endes um eine Öffnung 28 eine
Einfüllvorrichtung, z.B. ein Trichter26 bzw. 26a
angebracht; im Innenraum 27 bzw. 27 a der Zylinder 24,24 α ist je ein Kolben 29,29 α verschiebbar gelagert,
der z. B.. über einen, weiteren Zylinder 31 druck- :
mittelbetätigt.ist. '■■ ■ ■
Am Zylinder 24 ist ein Gleitschieber 36 angeordnet, der zwischen einer Offen- und einer Schließstellung
betätigbar ist und sich durch eine Öffnung 37 in dem Zylinder erstreckt, die am inneren axialen Ende des
Zylinders 24 und neben der Einlaßöffnung 14 angeordnet ist. Der Gleitschieber 36 ist mit einer Kolben-
stange 38 verbunden, die innerhalb eines Zylinders 39 nannten Zeitraumes wird eine Materialmenge in die
verschiebbar ist. Kolben-Zylinder-Eihrichtung 13 eingebracht, um
Die Leitungen 41 bis 44 und 41a bis 44 a für die diese für den nachfolgenden Vorschubvorgang vorzu-
Druckmittelzufuhr zu den Zylindern 31, 39, 31 α und bereiten.
39 α sind mit einer Steueranlage 46 verbunden, die in 5 Wenn anschließend der Gleitschieber 36 geschlos-
bekannter Weise dazu dient, den Einsatz des Druck- sen ist und der Kolben 29 zurückgezogen wird und
mittels zu den Leitungen in richtiger zeitlicher Ab- sich in seiner zurückgezogenen Stellung befindet, wird
Stimmung zu steuern. Die Förderschnecke 17 ist der Gleitschieber 36 α geöffnet und der Kolben 29 α
durch den Motor 47 angetrieben. vorgeschoben, um das plastische Material in das
Fig. 3 zeigt Einzelheiten der Steueranlage46. Eine io Gehäuse zu drücken. Die Steueranlage46 stellt den
Druckquelle speist ein Zweistellurigsumkehrventil 57, erwünschten Betrieb der Gleitschieber 36 und 36 a,
an dessen Ausgangsseiten Leitungen 63 und 62 für und der Kolben 29 und 29 α sicher,
das Strömungsmittel angeschlossen sind. Die Leitung Durch das wechselweise Schließen der Gleitschie-
63 speist die Leitungen 42,44,43 α und 41a, die je- ber36, 36 a wird vermieden, daß Kunststoff in die
weils mit einem Ende der entsprechenden Zylinder 15 gegenüberliegende Kolben-Zylinder-Einrichtung ein-
31, 39, 39 α und 31 α verbunden sind. Die Leitung 62 tritt. : V
speist die Leitungen 41,43,44 α und 42 a, die jeweils Die Steueranlage 46 arbeitet wie folgt: Wenn der
mit dem anderen Ende der erwähnten Zylinder ver- Kolben29 die in den Fig. 1 und 3 gezeigte Stellung
buriden sind. - erreicht, dann schließt der Nocken 58 auf der Stange
Das Ventil 57 wird von zwei Magneten54 und 56 20 51 den Schalter53; dadurch.gelangt das.Ventil54
geschaltet. Die in Reihe geschalteten Magnete 54 und nach rechts in seine'dargestellte'Stellung. Die Druck-
56 sind ebenfalls in Reihenschaltung mit Schaltern 53 welle speist dann die Leitung 63, so daß der Kolben
und 53 a verbunden, welche vorzugsweise in ihre 20 zurückgeschoben, der Gleitschieber 36 geschlos-·
offene oder abgeschaltete Stellung beaufschlagt sind. sen, der Gleitschieber 36 α geöffnet und der Kolben :
Die Zylinder 31 und 31a sind in Fig. 3 gezeigt und 25 29a vorgeschoben wird. Die Leitung 62 dient als
weisen Stangen 51 und 51 α auf, die sich nach außen Rückführleitung. ; ' : :
erstrecken und an dem Kolben 29 bzw. 29 a befestigt Die Schieber bewegen sich erheblich schneller als
sind. Mittels der Nocken'58 bzw. 58 a werden die der Vorschub des Kolbens, so daß die Schieber rich-
Schalter betätigt, tig eingestellt sind, wenn der Kolben 29 α seinen Vor-
Die Förderschnecke 17 wird während eines ge- 3° schub beginnt. Die Betätigung der Schieber kann beigebenen
Betriebstaktes der Strangpresse ununterbro- spielsweise durch Drosselstellen (nicht gezeigt) oder
chen gedreht, so daß der Kunststoff ununterbrochen durch Veränderung der Zylindergrößen beeinflußt
durch die Auslaßöffnung 19 austritt. Das Material werden. Beim Einziehen des Kolbens 29 schaltet der
wird abwechselnd den Einlaßöffnungen 14 und 16 des Schalter 53 aus. Dabei bleibt das Ventil 57 in seiner
Gehäuses 11 mittels der Kolben-Zylinder-Einrichtun- 35 gezeigten Stellung, und die Kolbenbewegung setzt
gen 12 und 13 zugeführt, wobei der Vorschubbetrieb sich fort.
so erfolgt, daß die eine Zufuhreinheit sofort ihre Vor- Wenn der Kolben 29 α vollständig vorgeschoben
Schubtätigkeit beginnt, wenn die andere ihr Vorschub- ist, dann schließt der Schalter 53 α; dadurch gelangt
tätigkeit beendet hat, so daß ein im wesentlichen un- das Ventil 57 aus der in Fig. 3 gezeigten Stellung
unterbrochener Materialvorschub zur Förderschnecke 40 nach links, wodurch die Leitung 62 unter Druck gedurchgeführt wird, setzt wird, und die Leitung 63 als Rückführleitung
Das Material, welches durch die Kolben-Zylinder- dient. Der Kolben 29 wird vorgeschoben, der Schie-
Einrichtungen 12 und 13 vorgeschoben wird, kann sich ber 36 geöffnet, der Schieber 36 α geschlossen und
in einem nicht plastifizierten Zustand befinden oder der Kolben29α zurückgezogen. ;. .
kann in bestimmten Fällen vorgewärmt sein, sich 45 Beim Vorschub der Kolben 29 bzw. 29 α ist der auf
jedoch nicht im völlig plastifizierten Zustand be- das plastische Material ausgeübte Druck nicht nur
finden. auf das Material in dem Vorschubzylinder wirksam,
Wenn sich der Kolben 29 in seiner zurückgezoge- sondern auch auf das Material, welches von der Förnen
Stellung befindet, so sperrt der Gleitschieber 36 derschnecke durch das Gehäuse gefördert wird,
in dem Zylinder 24 die Einlaßöffnung 14 ab. Das pla- 50 Dieses Ergebnis wird nur durch Beeinflussung der
stische Material in dem Trichter 26 fällt auf Grund Größe der Zylinder 31 und 31 α und des Druckes des
der Schwerkraft in den Zylinder 24. Dies reicht in Strömungsmittels erreicht. Infolgedessen bewegt sich
den meisten Fällen aus. Wenn eine größere Genauig- das Material innerhalb des Gehäuses 11 schneller als
keit in dieser Hinsicht erwünscht oder erforderlich ist, wenn nur die Förderschnecke 17 allein benutzt würde,
dann kann der Trichter 26 mit volumetrischen oder 55 um das Material strangzupressen. Wie bereits erwägenden
Zündvorrichtungen ausgestattet werden. wähnt, hat eine Förderschnecke eine verhältnismäßig
Dann wird der Gleitschieber 36 in seine Offenstellung niedrige volumetrische Vorschubleistung, und zwar
verbracht und der Kolben 29 wird verschoben, so daß infolge des Schlupfes zwischen der Oberfläche der
die Beschickungsmenge unter Druck von dem Zylin- Schnecke und dem plastischen Material beirrt Umlauf
der 24 in das Gehäuse 11 bewegt wird. . 60 der Schnecke, was auf den Gegendruck und andere
Es erfordert eine beträchtliche Zeitdauer, bis die Wirkungen zurückzuführen ist. Der durch die Kolben
gesamte Beschickungsmenge in das Gehäuse hinein- 29 und 29α.ausgeübte Druck kann den Schlupf zubewegt
wird, weil der in dem Gehäuse verfügbare mindest verringern, so daß die volumetrische VorRaum
erheblich geringer ist als das Volumen der Be- schubleistung der Schnecke erheblich vergrößert wird
schickungsmenge selbst. Auf den Kolben 29 und da- 65 und 100% sogar überschreiten kann. \
mit auf das strangzupressende Material wird ununter- Gleichzeitig schreitet das Plastifizieren des Matebrochen ein Druck ausgeübt, so daß der Vorschub so rials durch die Förderschnecke.17 bei hoher Geschnell wie möglich vor sich geht. Während des ge- schwindigkeit fort, so daß das Material in einer kur-
mit auf das strangzupressende Material wird ununter- Gleichzeitig schreitet das Plastifizieren des Matebrochen ein Druck ausgeübt, so daß der Vorschub so rials durch die Förderschnecke.17 bei hoher Geschnell wie möglich vor sich geht. Während des ge- schwindigkeit fort, so daß das Material in einer kur-
Claims (4)
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Homogenisieren und Strangpressen von verschiedenartigen
Kunststoffen mit einer in einem Gehäuse drehbar angeordneten Förderschnecke und einer
Zuführeinrichtung, gekennzeichnet durch
die Kombination der folgenden Merkmale:
a) Die Zuführeinrichtung weist zwei voneinander getrennt am Gehäuse (11) angeordnet^.
. Kolben-Zylinder-Einrichtungen (12, 13) auf,
deren Druck auf die strangzupressende Masse wechselweise regelbar ist.
b) Unmittelbar an der Einmündung jedes Zylinders (24, 24 a) in das Gehäuse (11) ist eine
Absperreinrichtung (36, 36 a; 61, 61a) angeordnet.
c) Die Absperreinrichtungen sind jeweils abhängig von der Kolbenbewegung zwischen
einer Offen- und einer Schließstellung betätigbar.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kolben-Zylinder-Einrichtungen
(12, 13) einander gegenüberliegend an der Strangpresse angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung
aus einem Gleitschieber (36, 36 α) besteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung
aus einem Rückschlagventil (61,61a) besteht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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