DE1554757B2 - Schneckenpresse zum extrudieren thermoplastischer kunststoffe - Google Patents

Description

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Das Gehäuse 10 der Extrusionspresse hat an seinem oder eine Bearbeitung mit anderen Präzisions-Werkvorderen Ende einen Extrusionskcpf 11. Das thermo- zeugen nicht erforderlich. Die Oberflächen können plastische Material wird durch einen Trichter züge- jedoch kugelgestrahlt sein, was zweckmäßig ist, da führt, der am Ende des Gehäuses angebracht ist. die Verdickungen oberflächengehärtet sind und da-Die hineinragende Zuführungsöffnung ist durch die 5 durch gegen Abnutzung wiederstandsfähiger sind und gestrichelte Linie 12 für den Materialeintritt in außerdem der Mischvorgang auch leicht verbessert F i g. 1 angedeutet. Das Gehäuse 10 hat einen wird. Jedoch ist es nicht empfehlenswert, die Ober-Induktions-Heizmantel 14 mit einer elektrischen fläche der Verdickungen aufzurauhen durch Anbrin-Wicklung, deren Enden mit einer Wechselstromquelle gung von Nuten u. dgl., wie man zunächst vielleicht verbunden werden können, wobei die Frequenz so io annehmen möchte. Die einzige Aufrauhung, die in gewählt ist, daß das Gehäuse und die darin enthal- gewissen Grenzen nutzvoll und noch für das thermotenen Schnecken induktiv auf die gewünschte plastische Material zuträglich ist, ist diejenige, welche Temperatur erwärmt werden. vom Sandblasen und von der elektrolytischen Ober-

Im Gehäuse arbeiten die beiden Förderschnecken flächenätzung herrrührt.

15 und 16, wobei die mit Gewinde versehenen Teile 15 Das Gehäuse 10 ist zwischen zwei Paaren von

15 α und 16 α den Bohrungsquerschnitt des Gehäuses Verdickungen der Drosselbunde 35/36 und 35 α/36 α ganz ausfüllen und ineinander eingreifen. Wie man mit einem Sauganschluß 17 zur Verbindung des aus der Steigung der mit Gewinde versehenen Teile Inneren des Gehäuses mit einer Saugepumpe verersieht, sind die Förderschnecken 15 und 16 gleich- sehen, welche so eingerichtet ist, daß sie aus dem läufig. Der Drehsinn ist so gewählt, daß das durch 20 Zylinder Gase und Dämpfe absaugt, welche bei der den Materialeintritt 12 zugeführte Material zum Bearbeitung des Materials aus diesem austreten.
Extrusionskopf 11 transportiert wird. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, kann die Verbesserung

Die Kerne 25 und 26 der Förderschnecken 15 und der Schneckenpresse in Verbindung mit vorhandenen

16 sind mit je zwei glatten Drosselbunden 35, 35 α Pressen angewandt werden. Die Förderschnecke 15, und 36, 36 α versehen. Diese Bunde haben zylin- 25 die, wie angenommen sei, zunächst von der Bauart drische Gestalt mit anschließenden kegelstumpf- ist, welche ein durchlaufendes Gewinde hat, wird in förmigen Enden. In Querrichtung liegen sich diese zwei (in Achsenrichtung auf einer Gerade liegende) Bunde paarig gegenüber, nämlich 35 und 36 bzw. Abschnitte zerschnitten, welche prismatische, ein-35 α und 36 a. Der Durchmesser der Bunde liegt ander gegenüberliegende Enden 19,20 haben. Die zwischen dem Kerndurchmesser der Schnecke und 30 Verdickung beim Drosselbund 35 ist ein getrennter dem Außendurchmesser der Schraubengänge, so daß Block, welcher eine in Achsenrichtung verlaufende diese beiden Bunde des Kerns in jedem Paar fest prismatische Ausnehmung 21 hat. Der Querschnitt in linearem, gleitendem Kontakt miteinander sind. dieser Ausnehmung entspricht dem Querschnitt der Im praktischen Betrieb wird durch diesen Kontakt prismatischen Enden 19, 20, so daß der Drosselbund keine merkliche Reibung hervorgerufen; es ist jedoch 35 35 eine Kupplung der beiden Abschnitte der Fördervon Bedeutung für die zylindrischen Abschnitte auf schnecke 15 darstellt. Die Drosselbunde 35 a, 36 und den Verdickungen in jedem Paar, daß eine lineare 36 α sind entsprechend ausgebildet.

Dichtung vorhanden ist für das in der Presse behan- Die mit der Schneckenpresse erstrebten Ergebnisse

delte thermoplastische Material. sind durch eine Anzahl von Versuchen bestätigt

Es wurde gefunden, daß die axiale Länge der 40 worden und durch die zu vergleichenden F i g. 3 zylindrischen Abschnitte der Verdickungen tatsäch- und 4 veranschaulicht. Diese Versuche wurden auslich eine komplexe Funktion einer Anzahl von Ver- geführt, indem weißes und schwarzes »Preßpulver« änderlichen ist, einschließlich der Steigung der (Granulat) aus Polyvinylchlorid im Volumen-Schraubengänge in dem der Verdickung voraus- verhältnis von 3 :1 gemischt worden, diese Mischung gehenden und folgenden Abschnitt, des Durchmessers 45 auf einer Presse behandelt wurde, dünne Stränge des Kerns und der Breite der Gewindegänge. Wenn extrudiert wurden und die Struktur des Querschnittes man jedoch die Bedingungen in Betracht zieht, dieser Stränge mikroskopisch untersucht wurde, welche normalerweise bei Schneckenpressen einge- Wenn eine gründliche Mischung durchgeführt wurde, halten werden, bei welchen die Verhältnisse zwischen soll der Querschnitt ein gleichmäßiges Aussehen den Kerndurchmessern, den Gewindesteigungen und 50 haben, wodurch eine befriedigende Homogenisierung anderen Werten in verhältnismäßig engen Grenzen angezeigt ist; andernfalls heben sich schwarze Pargehalten sind, kann die vorstehend erwähnte korn- tikel von verschiedener Größe auf dem weiß-grauen plexe Funktion wesentlich vereinfacht werden. Es ist Hintergrund ab.

schon erwähnt worden, daß der Durchmesser des Die Pressen, auf welchen diese Versuche durchge-

zylindrischen Abschnittes von den Durchmessern des 55 führt wurden, waren ähnlich; jedoch wurde eine Serie

Kerns und der Gewindegänge abhängt, so daß in von Versuchen mit Schnecken durchgeführt, welche

erster Annäherung die Länge dieser Abschnitte als je mit zwei Verdickungen versehen waren, im wesent-

eine einfache (lineare) Funktion ihrer Durchmesser liehen wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, während

ausgedrückt werden kann. Die Länge dieser zylin- bei den anderen Versuchsserien die Schnecken durch-

drischen Abschnitte soll nicht kleiner als der Durch- 60 gehende Gewinde hatten. Darüber hinaus war bei

messer der Verdickung sein, und sie soll vorzugsweise der ersten Versuchsserie der Sauganschluß 17 be-

das Doppelte dieses Durchmessers nicht über- tätigt, um die Wirksamkeit in Hinsicht auf gasförmige

schreiten. Größere Längen sind im allgemeinen über- Einschlüsse in dem extrudierten Material zu prüfen,

flüssig und können zur Überhitzung des Materials Ein typischer Querschnitt des bei Verwendung von

führen. 65 Schnecken ohne Verdickungen erhaltenen Produkts

Die Bearbeitung der zylindrischen Oberflächen der ist in F i g. 3 dargestellt, in welchem verhältnismäßig

Verdickungen auf einer Drehbank reicht aus. Im große, schwarze Partikel 30 auf dem weiß-grauen

allgemeinen ist ein Schleifen mit einer Schleifscheibe Untergrund 31 verstreut auftreten. Hohlräume 32

infolge von Gaseinschlüssen sind auch sichtbar. Der Durchmesser des in Fig. 3 veranschaulichten Querschnittes beträgt in natürlicher Größe 4 mm.

Ein typischer Querschnitt für einen mit einer Presse gemäß der Ausführungsform erhaltenen Strang ist in F i g. 4 dargestellt, in welchem innerhalb des weiß-grauen Untergrundes 31 α verhältnismäßig wenige schwarze Partikel 30 α erscheinen. Es liegt also ein ausreichend homogenes Material vor. Gaseinschlüsse wurden nicht festgestellt. Lediglich mikroskopische Hohlräume konnten bei mindestens lOOfacher Vergrößerung festgestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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gegenläufigen Schnecken eingesetzt, wobei an den Schneckenachsen Drosselbunde angeordnet sind, die

Patentanspruch: zwischen sich einen Spalt lassen, damit das Gut

hindurchtreten kann. Damit dieser Spalt auch wäh-

Schneckenpresse zum Extrudieren thermo- 5 rend des Betriebs immer vorhanden ist, sind die plastischer Kunststoffe mit wenigstens zwei dicht Schnecken mit den Drosselbunden entsprechend ineinandergreifenden Förderschnecken mit sich elastisch gelagert Bei der bekannten Schneckengenau gegenüberliegenden zylindrischen Drossel- presse sind die Drosselbunde so angeordnet, bunden, deren Länge mindestens gleich dem daß jeder Förderschnecke immer nur ein Drossel-Durchmesser eines einzelnen Drosselbundes ist, io bund zugeordnet ist (schweizerische Patentschrift dadurch gekennzeichnet, daß die 232413).

Förderschneckenstege gleichsinnig verlaufen und Bei einer weiteren bekannten Schneckenpresse

die Förderschnecken (15,16) im gleichen Dreh- greifen sich gegensinnig drehende Schnecken etwas sinn drehbar sind, daß jede Förderschnecke ineinander, jedoch nicht dicht, außerdem sind einmindestens zwei durch einen Förderschnecken- 15 ander nicht berührende Drosselbunde vorgesehen, abschnitt in axialer Richtung voneinander ge- Ein Berühren dieser Drosselbunde würde dazu trennte Drosselbunde (35, 35 a; 36, 36 a) auf- führen, daß sich der Pressenzylinder vollständig verweist, von denen jeder Drosselbund an dem stopfen würde.

gegenüberliegenden Drosselbund jeweils längs Die bekannten Schneckenpressen haben den Nacheiner Mantellinie abdichtend anliegt und an seinen 20 teil, daß die mit ihnen erreichbare Homogenisierung beiden stirnseitigen Enden über konische Ab- und Produktqualität nicht immer den gestellten schnitte in den Kern der betreffenden Förder- Ansprüchen genügt.

schnecke übergeht, und daß mindestens dem dem Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be-

Materialeintritt (12) näher liegenden Paar aus steht deshalb darin, eine Schneckenpresse der einsich gegenüberliegenden Drosselbunden (35, 36) 25 gangs genannten Art zu schaffen, mit der auch trotz der beiden Förderschnecken (15,16) ein Saug- der durch Temperatur- und Druckerhöhung anschluß (17) zum Abziehen von Gasen und/oder erschwerten Arbeitsbedingungen eine einwandfreie Dämpfen nachgeordnet ist. homogene Mischung des Materials erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird mit der Schneckenpresse der

30 eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die

Förderschneckenstege gleichsinnig verlaufen und die

Förderschnecken im gleichen Drehsinn drehbar sind,

daß jede Förderschnecke mindestens zwei durch einen

Förderschneckenabschnitt in axialer Richtung von-

35 einander getrennte Drosselbunde aufweist, von denen

jeder Drosselbund an dem gegenüberligenden

Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Drosselbund jeweils längs einer Mantellinie abdich-Extrudieren thermoplastischer Kunststoffe mit tend anliegt und an seinen beiden stirnseitigen Enden wenigstens zwei dicht ineinandergreifenden Förder- über konische Abschnitte in den Kern der betreffenschnecken mit sich genau gegenüberliegenden zylin- 40 den Förderschnecke übergeht, und daß mindestens drischen Drosselbunden, deren Länge mindestens dem dem Materialeintritt näher liegenden Paar aus gleich dem Durchmesser eines einzelnen Drossel- sich gegenüberliegenden Drosselbunden der beibundesist. den Förderschnecken ein Sauganschluß zum Ab-

Bei der Verarbeitung von thermoplastischen Kunst- ziehen von Gasen und/oder Dämpfen nachgeordstoffen, wie Polyvinylchlorid, in einer Schnecken- 45 net ist.

presse erzielt man dann einwandfreie Produkte, wenn Die erfindungsgemäße Schneckenpresse hat den

man für eine langsame Erwärmung und Kompression Vorteil, daß eine gründliche Mischung mit verhältnisdes Granulats sowie für eine sorgfältige Durch- mäßig einfachen Mitteln erreicht werden kann, mischung sorgt. Um dies zu erreichen, sind jedoch Weiterhin ist es möglich, bereits vorhandne außerordentlich lange Schnecken erforderlich, wo- 50 Schneckenpressen auf einfache Weise zur Erzielung durch der Ausstoß an Produkten gering wird. Zur der besseren Mischung umzubauen, indem lediglich Erhöhung der Produktionsrate muß die Schnecken- die Schnecken ausgewechselt werden,
länge deshalb verringert werden. Dabei treten jedoch An Hand der Zeichnung wird eine beispielsweise

Temperatur- und Druckerhöhungen ein, die sich Ausführungsform der Erfindung näher erläutert,
äußerst nachteilig auswirken, da thermoplastische 55 F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform der Schnecken-Kunststoffe im allgemeinen schlechte Wärmeleiter presse im Axialschnitt;

und gegenüber Hitze empfindlich sind. Die Tempe- F i g. 2 zeigt in einer teilweise geschnittenen

raturerhöhung ergibt sich durch die Reibung des Ansicht wie F i g. 1 das Aneinanderliegen der Granulats. Wegen der schlechten Wärmeleitung er- Drosselbunde;

hitzt sich nur die Oberfläche der Körner, die, bis das 60 F i g. 3 zeigt vergrößert auf herkömmliche Weise Innere des Korns erweicht ist, so stark überhitzt wird, hergestelltes Extrudat;

daß sie »verbrennt«. Unter diesen Bedingungen ist F i g. 4 zeigt vergrößert mit der erfindungsgemäßen

es außerdem sehr schwierig, eine einwandfreie Schneckenpresse hergestelltes Extrudat.
Mischung zu erzielen, da die an der Oberfläche er- Die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Ausführungsform

weichten Materialkörner aneinanderhaften und weil 65 zeigt eine Presse mit zwei Schnecken, es können durch das Mischen zusätzliche Reibungswärme er- jedoch auch mehrere Schnecken verwendet werden, zeugt wird. die ineinandergreifend gleichsinnig drehend ange-

Man hat deshalb bereits eine Schneckenpresse mit trieben sind.