DE1529811A1

DE1529811A1 - Schneckenbremse mit axial verlaufender Einzugstasche

Info

Publication number: DE1529811A1
Application number: DE19651529811
Authority: DE
Inventors: Schippers Dipl-Ing Heinz
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1965-06-03
Filing date: 1965-06-03
Publication date: 1970-04-09
Also published as: NL6515973A; DE1529811B2; GB1140693A; US3360824A; LU49996A1; BE672080A; AT287279B

Description

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Schneckenpresse mit axial verlaufender Einzugstasche (Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung B 79 227 X/39a. '*" ))

Barmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft

Wuppertal-Oberbarmen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schns^kerrpr-assä zur 'forarfaciitung thermoplastischer Kunststoffe mit «iner im _;>;~ üchlosseritin Teil des Söhnöckenmantöls in ajd.al.er RiehUia_:;; des Schneckenzylinders verlaufenden Einzugs tas-;;i ie, v/aLcriu an der Eihfüliö'ffnung mit größtem Querschnitt beginnend nach einer Länge von mindestens der einfachen üuhnecicün Steigung In den Kreisquerschnitt des üchneckenraumas auslaufend " angeordnet ist, für die Zuführung'dos Rohmaterial^ in piastiflziertem Zustand nach Patent -.,,..(Patentanmeldung B 79 227 X/39a- ) oder im festen Zustand nach 2usatzpat«mt .... (1. Zusatzanmeldung zu B 79 227 X/39a *") vorn 2Ö. Mal Sie besteht in der weiteren Verbesserung.und Ausbildung einer solchen Schneckenpresse.

Bei der Verarbeitung von verschiedenartigen thermoplastischen Kunststoffen oder untersohiedliohen Materialien auf einer Schneckenpreese mit axial verlaufender Einzugstasche wird es in der Praxis als Mangel empfunden, daß sich unter sons,υ gleichbleibenden Arbeitsbedingungen bei einem Wechsel des

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Aufsäbegutes oder auch nur bei Änderungen in der Qualität des gleichen Rohstoffes, beispielsweise bei verschiedenem Feuchtigkeitsgehalt infolge längerer oder kürzerer Lagerung der Rohstoffposten, häufig Unterschiede im Füllungsgrad und DrucKaufbau der Schneekenpresoe und somit auch in der Qualität der Produktion einstellen,

Der Erfindung Liegt deshalb die Forderung zugrunde, diesen Mangel durch eine Einrichtung zum Dosieren des Füllungsgrades der Schnecke zu beheben. Es sind zwar Vorrichtungen bei Schneckenpressen bekannt,, welche die Zufuhr des Aufgabe^utea mittels Schieber oder Dosierpumpen drosseln bzw. dosieren sollen, aber sehr schwerfällig und ungenau arbeiten, da sie weitab van der Sahnecke im Aufgabetrichfcer oder in der Zuführungsleitung liegen, und das Aufgabegut auf seinem weiteron Wag« 2Ui' Schnecke- gewissen Imponderabilien, wie Brückenuildur;^', B¹I ie iiv er zögerung en u, dergleichen ausgesetzt ist,

U<n eine möglichst genaue und verzogerungsfr-.iie Dosierung zu erreichen, kämmt es demgegenüber nach der Erfindung vor alle-.;: darauf an, daß die Dosierung in unmittelbarer SchnecicennCie in dem von Schneckenkern und der Zylinderwand im Bereich der Einzugstasche begrenzten Raum erfolgt. Es wird deshalb für lic im Haupt- und Zusatzpatent beschriebene Schneckenpresse nie axial verlaufender Einzugstasche die Anordnung einer am bi.;;.. im Einfüllkanal der Schneckenpresse verstellbaren, als Haut;, Schieber, .Blende oder dergl. ausgebildeten Drosseleinriehtur* vorgeschlagen» mittels welcher das wirksame .Füllüngsvolusierder Elnzugstasehe und/oder der-Eintritfesquerschnitt der Einzugstasche an der Einfüllöffnung veränderbar sind. Mittels der verstellbaren Drosseleinrichtung läßt sich die Menge des in die Sinzugstafeche einzuziehenden Aufgabegutes und somit der Füllungsgrad der Sohnecke dosleren. Di«se Dosierung ist um so

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feiner und genauer möglich, je größer der veränderbare Eintrittsquerschnitt der Einzugstasche an der Einfüllöffnung im Verhältnis zu der in der gleichen Ebene liegenden, vom Schneckenkerh und der Zylinderwandung begrenzten ringförmigen QuerschnittsflUche ist. Deshalb wird weiter vorgeschlagen, daß der dem Drosselorgan in dessen Wirkebene gegenüberliegende Schneckenkern in seinem Durchmesser größer ist als in der anschließenden Einzugszone und etwa dem Schneckenkerndurchmesser in der Homogenisierzone entspricht, wobei der Wechsel vom größeren zum kleineren Schneckenkerndurchmesser in Bereich der Einzugstasche erfolgt. Die Steuerung des Drosselorgans kann je nach den betrieblichen Erfordernissen von Hand erfolgen. Darüber hinaus kann der Verstellmechaniemus und damit die Stellung des Drosseloi'gans im Einfüllkanal in Abhängigkeit von der jeweiligen Fördermenge bzw« dem Druck im Extruder selbsttätig regelbar angeordnet sein.

Von besonderer Bedeutung ist die vorgeschlagene Anordnung zum Dosieren des Füllungsgrades der Schnecke für solche Schneckenpressen, die mit einer EirxLchtung zum Entgasen der Schmelze ausgerüstet sind, insbesondere für Extruder mit einer Kehrstuf enschnecke in Tandemanordnung. Derartigen bekannten Schneckenpressenanordnungen liegt der Gedanke zugrunde, den Massedurchsatz von eingeschlossener Luft, monomeren Anteilen und dem Aufgabegut anhaftender Feuchtigkeit zu befreien. Diese unerwünschten, die Qualität der extrudierten Produkte" beeinträchtigenden MaterialeinschlüsEe werden im allgemeinen im Bereich der vollständigen Flastifizierung extrahiert. Die Funktion dieser Maschinen setzt gewöhnlich das Vorhandensein zweier in axialer Tandemanordnung hintereinander geschalteter . Sohneckenstufen voraus, so daß das Material- zunächst eingezo~er. aufgeschlossen und. verdichtet wird, um nach seiner anschließend«

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Entspannung und Entgasung erneut eingezogen, verdichtet und ins V/erkzeug gepreßt zu werden. Man hat es hier praktisch mit einem zweimaligen Einzug und einer ersten Einfüll-EQwie einer zweiten Wiedereinfüllzone zu tun, von denen jeweils der Füllungsgrad der Schnecke für die betreffende Schneckenstufe und damit deren Massedurchsatz abhängt.

In weiterar Ausbildung der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, eine mittels Drosselelnrichtung regelbare Einzugstasehe in der Einfüll- und/oder in der Wiedereinfüllzone einer Mchrstufensohnecke in Tandemanordnung mit Entgasungssystemanzuordnen, wobei die Stellung des Drosselorgans bzw. der Drosselorgan in Abhängigkeit vom Schrnelzestandpegel in der bzw. den Entgasungsleitungen bzw. in Abhängigkeit von der Fördermenge oder dem Druck am Ende der letzten Schneokenstufe und/oder in der von der ersten Homogenisierzone über eine Entgasungsvorrichtung in die zweite WiedereinfUllzone führenden Schmelzeleitung regelbar vorgesehen ist. ■

Dabei kann die Verstellung des Drosselorgans in Abhängigkeit von Steuerimpulsen eines in der bzw. den Entgasungsleitungen eines Entgasungsextruders angeordneten SchmelzestandfÜhlere bzw. -messers, insbesondere eines solchen Induktiver bzw. kapazitiver Art, über einen in seiner Drehrichtung umkehrbaren Regelmotor erfolgen. - -

Das als Haube, Schieber, Blende oder dergl. ausgebildete Drosselorgan oder dessen Halterung können im Einfüllstutzen geführt sein. Ferner kann das Drosselorgan als die Einzugstasche bildende Haube ggf. mit Stirnblende derart ausgebildet sein, daß sich duroh Schwenken des Drosselorgans das Volumen der Einzugstasche ändert. Ebenso kann das,Drossel-

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organ aber auch als zum Einfüllstutzen koaxial angeordneter ringförmiger Drehschieber oder Teil "eines solchen mit blenden artigen Ausnehmungen ausgebildet sein. Schließlich kann das "Drosselorgan mittels Zahnstangentrieb bewegbar angeordnet sein. "

Darüber hinaus hat es sieh in'bestimmten Fällen* so beispielsweise bei der Verarbeitung von Polypropylen in pulverförmiger« Rohzustand, als vorteilhaft erwiesen, für die EInzugstasehe eine nach außen ins Freie führende Entlüftungslei tung, die am Drosselorgan angeordnet sein kann, vorzusehen, durch welche aiii frei werdende Luft- austreten kann, sobald das Material auf Druck: gebracht wird»

In der Zeichnung sind roehrf>re Äusführungsbeispiele dar Erfindu schema ti sch dargestellt. Es ze

Fig* 1 einen Ausschnitt vwi einem gewöhnlichen Etn:;chnu-clcen~ iSxtruder· mit axial verlaufender niniiusy-taiichc* und einer irß Einfüllkanal angeordneten verstellbaren Blende, durch welche der Eintrittsquersehnitt der Einzugstasche an der Einfiillöffnung veränderbar ist,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Einfüllstutzen mit dem als Blende ausgebildeten Drosselorgan Im Schnitt gemäß H-II nach Flg. U '

Fig.-^ ein als ringförmiger Drehschieber ausgebildetes Drosselorgan,

ftZr $ iiinen Schnitt durch den Einfüllstutzen mit einem als Haube ausgebildeten Drosselorgan,

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Fig. 5 einen Ausschnitt von. einem HelSscfemelze-Extruder Bit Einzugstasche und Blende,.die in Abhängigkeit uoit Schtselzestandpegel in einer Entgasungsleltung selbsttätig verstellt wird.

Piff;. 6... einen Ausschnitt von einem Extruder mit Zweistusfeiaschneeke in Tandemanordnung raic in ihrer Eintrittsweite ein- und ver s teilhatten Einzugs t as dien.

Gemäß Fig. I ist im Zylinder i mit deia Einfiliistutzen 2 öle Schnecke 5 angeordnet. Der an die Einfüllöffnung anschließende Zyllsiderabschnitt weist nach dem Hauptpatent eine sich in der Förderrichtung allmählich verjüngende Einzugstasche % auf, deren Eintritt^cjuorschnitt an der Einfüllöffnung mittels einer verstellbaren Blende 5 veränderbar ist. Das Verstellen der Blende 5» die an eier Halterungsstange 6 sitzt und In den im Einfüllstutzten 2 eir-co—.-lasaenen Nuten. 7 geführt ist, erfolgt über ein um den ortsfesten Zapfen 8 drehbares Ritzel 9* an. cleta der SehwenUcarro IG befestigt ist und weiches in die Zahnstange- il an der Halterung 6 Λιΐ-greift, durch Schwenken des Amres 10·. In der Blende 5 ist awf der Einzugstaschenseite eine EntlUftungsnut 12 eingelassen. ►

In der Wirkebeße der Blende > ist der dieser gegenCiberliesencle Schneckenkern zur Erzielung einer wirkungsvolleren "Dosierung; in seine«·» Durchmesser ungewöhnlich stark und größer als in "der snschliessenden Einzugszone, er entspricht etwa dem Schneckenkeradiiircfe.-uiesser in der Hoiaogenisierzone. Dabei erfolgt der Hechsei wöbe größeren zum kleineren Durchmesser im Bereich der Einzugsiasahe.

Die Steuerung der Blende 5·· erfolgt nacii den betrieblichen Verhältnissen und"der jeweiligen Eigenart des zu verarbeitenden thermoplastischen Kunststoffmaterials von Hand.

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In Figur jj ist eine andere Ausführungsart des Drosselorgan dargestellt, nämlich ein ringförmiger Drehschieber 13 mit nchr&ren auf seinem Umfang vorgesehenen blondenartigcn Ausr.^hr/.un^-on I^, die unterschiedlich große Durehtrittsöffnungen von der Linfüllöffnung in die Einzugstasche bilden. Der Drehschieber* ict im Einfüllstutzen 2 zur Einstellung der gewünschten- Drocc-Ί-blende .in geeigneten Führungen ein- und verstellbar ^halten. Es besteht auch die Möglichkeit, anstelle der verschiedenen Ausnehmungen die Unterkante des Drehschieber schräg abzuschneiden, so daß sich beim Verdrehen des Schiebers eine kontinuierliche Verstellung des Eintrittsquerschnittes der Einzugstasche an der -EinfÜllöffnung ergibt.

Figur 4 zeigt ein weiteres Ausfuarun-iisbeispiel/ bei v.'clchen das Drosselorgan als Haube 15 ausgebildet und als solche um die Achse 16 im Zylinder 1 schwenkbar angeordnet ist. Die Haube kann gegebenenfalls mit einer Stirnblende 17 ausgestattet sein, so daß nicht nur das Füllungsvolumen, sondern auch der Eintrittsquerschnltt der Einzugstasche variierbar ist.

In Figur 5 ist bei sonst ähnlicher Anordnung eine zweistufige EntEasungsschnecke (System Hartig) dargestellt, bei der bekanntlich im Anschluß an die Materialeinfüllöffnungen zunächst die Einzugszone Ib, sodann die Verdichtungszone 19 und die Kcnogenisierzone 20 sowie eine Dekömpressionszone 21 arc Ende der ersten Schneckenstufe mit^Entgasunssbereich zwischen der ersten und der zweiten Schneckenstufe angeordnet sind und erst hieran anschließend die Verdieht-ungszone 22 und in üblicher VJeise die Ausstoßzone der zweiten Schneckenstufe folgen.

An den Entgasuiigsbereich ist ein Entgasungskanal 23 ar.g-eschiossor., der unter atrcosphärischer, oder unter Unterdruck s^eht. Im Ent-

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gasungskanal ist ein kapazitiver Schmelzestandmesser 24,25 von handelsüblicher Bauart zur Peststellung der jeweiligen Hohe dos Schmelzespiegols vorgesehen, welcher über die Leitungen 26,27 Regelimpulse an den Umkehrmotor 28 gibt. Dieser Umkehrmotor treibt über den Riemen 29 und das Ritzel 9 die Zahnstange 11 an der Blende 5 in dem Sinne an, daß beim Steigen des Pegels über einen bestimmten Wert der Eintrittsquerschnitt der Einzugstasche verkleinert und beim Absinken wieder vergrößert wird. Auf diese Weise läßt sich ein Höhersteigen oder Austreten dar Schmelze aus dem Entgasungskanal und Verstopfen desselben mit Sicherheit vermeiden.

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Um die Regelfähigkeit der Blende 5 auch bei kleinen Regelwegen zu erhöhen, kann in den Einfüllstutzen 2 ein Rührwerk/oeispielswoise ein angetriebener Quirl 30 zur Beseitigung etwaiger Brückuäbilüungen im Eini'ül!stützen bei der -Verarbeitung \/on pulverförmigem Aufgabegut hineinragen. " '

Figur β zeigt schließlich eine' Schneckenpresse mit f-üehretufen- ' schnecke in Tandemanordnung, bei welcher die plastifizierte Masse arn Ende der ersten Schneckenctufe aus dem Zylinder austritt und in einer Leitung 31 über eine Vakuur-entgasungsvorrichtung 32.» wie sie beispielsweise im Patent .... .(Patentanmeldung 3 79 X/59& ) beschrieben ist, der nächsten Stufe der Schnecke in entgastem Zustand wieder zugeführt wird; 3ei einer derartigen Anordnung v/eist der Extruder sowohl in der ersten als auch in dor .zweiten Schneckenstufe je eine Einzugszone mit regelbarer Einzugstasohe 33* 34 auf. Zwischen den beiden Stufen ist die Schnecke mit als Sperrgevrlnde 35 ausgebildeten gegenläufigen C-ängen versehen, damit das Übertreten der plastifizieren Masse von, der ersten zur zweiten Stufe innerhalb des Zylinders vermieden und der ganze Massedurchsatz der ersten Stufe gezwungen wird, über die Entgasungsvorrichtung zu laufen. Diese Entgasungsvorrichtung besteht im dargestellten Beispiel im '.wesentlichen aus'einern-mi't dem Zylinder 1 verbunder.en Topf 36 von groiBem.

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Aufnahmevolumen, in welchen die Schmelze über einen 'Verteilerteller oder durch ein Sieb 37 eintritt und sich entspannen kann, wobei die völlige Druckentspannung durch ein über die Leitung 38 angeschlossenes Vakuum gefördert wird.

Der Eintrittsquerschnitt der Einzugstasche 33 kann in der oben beschriebenen Weise mittels längsverschieblicher Blende 5 in Abhängigkeit vom Schmelzepegel in der Einzugszone der zweiten Stufe regelbar angeordnet sein. Der hinter der Entgasungsvorrichtung liegende Schmelzestandrnesser und der Regelmotor sind der Übersichtlichkeit wegen in der Zeichnung nicht dargestellt. Der Eintrittsquerschnitt der Einzugstasche 3^ kann mittels einer Blende 39* die an dem durch die Wand des Topfes J>6 dichtend hindurchgeführten und an ihrem Ende mit dem Regelri'fezel 40 versehenen drehbaren Bolzen 4-1- sitzt, in Abhängigkeit auch vom Sehmelzespiegel über die gleiche Regeleinrichtung oder in Abhängigkeit von der Ausstoßfördermenge oder dem Druck am Ende der zweiten Schneckenstufe über die Impulse bekannter Regeleinrichtungen, und Umkehrmotor regelbar sein.

Der besondere Vorteil der vorgeschlagenen Einzugstaschenregelung ist darin zu erblicken, daß mit ihrer Hilfe sich auf Schneckenpressen üblicher Bauart die verschiedensten, sonst schwer ein- ' ziehbaren Rohstoffe verarbeiten lassen, ohne daß es hierfür jeweils einer besonderen Schneckencharakteristik mit umständlicher Auswechslung der Schnecken bedarf.

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Claims

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Patentansprüche

Schneckenpresse zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe mit einer Im geschlossenen Teil des Schneckenmantels in axialer Richtung des Schneckenzylinders verlaufenden Einzugstasche, welche an der Einfüllöffnung mit größtem Querschnitt beginnend nach einer Länge von mindestens der 'einfachen Schneckensteigung in den Kreisquerschnitt des Schneckenraurnes auslaufend angeordnet is-t, für die Zuführung des Rohmaterials in plastifiziertem Zustand nach Patent ...... (Patentanmeldung B 79.227 X/39a..) oder im festen Zustand nach Zusatzpatent ......(l. Zusatzanmeldung zu B 79 227 X/39a vorn 28. Mal' 1.965), gekennzeichnet durch eine am. \yz\-u Lm Einfüllkanal der Schneckenpresse verstellbar angeordnete, als Haube, Schieber, Blende oder dergl. ausgebildete Drosseleinrichtung, mittels welcher das v/irksame Füllungsvolumen der Einzugstasche und/oder der Eintrittsquerschnitt der Einzugstasche an der Einfüllöffnung veränderbar sind.

Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Drosselorgan in dessen Wirkebene gegenüberliegende· Schneckenkern in seinem Durchmesser größer ist als in der anschließenden Einzugszone und .etwa-dem Schneekenkerndurchmesser in der Homogenisierzone entspricht, wobei der Wechsel vom größeren zum kleineren Schneekenkerndurchmesser im Bereich der Einzugstasche erfolgt. ■ , -

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jj. Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet^, daß 'der Verstellmeohaniemus und damit die Stellung des Drosselorgans im Einfüllkanal in Abhängigkeit von der jeweiligen Fördermenge bzw. dem Druck im Extruder regelbar angeordnet 1st.

4. Sehneckenpresse nach Anspruch 3# dadurch gekennzeichnet, daß eine mittels Drosseleinrichtung regelbare Einzugstasche in der Einfüll- und/oder in der WiedereinfÜllzone einer Mehrstufenschnecke in Tandemanordnung mit Entgasungseystem angeordnet ist, wobei die Stellung des Drosselorgans bzw. der Drosselorgane in Abhängigkeit vom Sehmelzestandpegel in der bzw. den Entgasungeleitungen bzw. in Abhängigkeit von der-Pördermenge oder dem Druck am Ende der letzten Schneckenstufe oder/und in der von der ersten Homogenisierzone über eine Entgasungsvorrichtung in die zweite WiedereinfÜllzone führenden Schmelzeleitung regelbar vorgesehen ist.

5. Schneckenpresse nach den Ansprüchen > oder k, dadurch -gekennzeichnet, daß die Verstellung des Drosselorgans in Abhiincigkeit von Steuerimpulsen eines in der bzw. den Entgasungsleitungen- eines Entgasungsextruderε engeordneten Schmelzestand-fühlers bzw. - messers, insbesondere eines solchen

' induktiver oder kapazitiver Art, über einen in seiner Drehrichtung umkehrbaren Regelmotor erfolgt.

D. Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, däfl das Drosselorgan oder dessen Halterung im Einfüllstutzen geführt sind. .

7- Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan als die Einzugstasche

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bildende Haube ggf. mit Stirnblende oder als zum Einfüllstutzen koaxial angeordneter ringförmiger Drehschieber ocer Teil eines solchen mit blendenartigen Ausnehmungen ausgebildetist.

c. Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis ¹J, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan mittels Zahnstangentrieb bewegbar angeordnet ist.

9. Schneekenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Einzugstasche eine nach außen ins Freie führende Entlüftungsleitung vorgesehen ist.

10. Schneckenpresse nach Anspruch S» dadurch gekennzeichnet, daß. die Entlüf tw.gsleitung für die Einzugstasche am η angeordnet ist.

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