DE1554968A1 - Extruder - Google Patents

Description

DR. E. WIEGAND 2000 HAMBURG 1, 1- April I966

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PATENTANWXLTE

W.22188/66 4/Ka

Dr. Expl.

Emery Imre Valyi, Riverdale, Bronx 71, New York (V.St.A.)

Extruder.

Die Erfindung bezieht sich auf Extruder für viskoselastische Materialien und insbesondere auf einen Extruder derjenigen Art, der eine rotierende Scheibe zum Plastifizieren des Materials und zum Zuführen des Materials in zentripetaler Richtung gegen die Achse der Scheibe und eine Druckschnecke zum Abgeben des plastifizierten Materials unter relativ hohem Druck durch eine Ausstoß- bzw, Extruderöffnung'verwendet.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Extruder der oben genannten Art zu schaffen, bei welchem das Arbeiten der rotierenden Scheibe und das der Druckschnecke unabhängig voneinander regelbar sind, um dadurch das Arbeiten der Vorrichtung zu verbessern.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Extruder der oben genannten Art zu schaffen, welcher imstande ist, das Material in vorbestimmten Mengen, wie es

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für einen intermittierenden Form- usw. -Vorgang erforderlich ist, intermittierend abzugeben.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Extruder der oben genannten Art zu schaffen, der neue und verbesserte Einzelheiten in der Ausbildung und in den Arbeitsmerkmalen hat.

Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.

Der Extruder gemäß der Erfindung ist von der allgemeinen Art, wie sie in den U.S. Patentschriften 3 0^2 &l4 und 3 046 603 aufgezeigt ist. Dieser Extruder enthält eine feste Schale oder einen Becher und eine rotierende Scheibe, welche so angeordnet sind, daß sie einen zwischen sich liegenden scheibenartigen Raum schaffen, inweichen Kunststoff-Material am Umfang eingeführt und von welchem es axial durch eine zylindrische Leitung abgegeben wird, die in der verengten öffnung endigt. Eine sdraubenförmige Schnecke, welche mit der Scheibe fest verbunden ist, ist in dieser zylindrischen Leitung angeordnet und wird zum Erhöhen des Druckes des Kunststoff-Material zwecks Extrudierens durch die öffnung hindurch gedreht.

Die Erfindung umfaßt Mittel zum Antrieb der rotierenden Scheibe und der Druckschnecke unabhängig voneinander und mit Geschwindigkeiten, wie sie für das Plastifizieren und das Extrudieren eines bestimmten thermoplastischen Materials jeweils am besten geeignet sind.

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IAD ORIGINAL

Die Erfindung weist weiterhin Kittel zum Hin- und Herbewegen der Druckschnecke in axialer Richtung mit einer Geschwindickeit und mit einer Größe auf, welche durch die Ausstoßerfordernisse bestimmt sind. Wenn die Welle zurückgezogen wird, wird eine vorbestimmte Materialmenge in der . zylindrischen Leitung gesammelt, und dieses Material wird extrudiert, wenn die Druckschnecke vorbewegt wird. Dieser intermittierende Vorschub kann mit dem Arbeiten einer Spritzoder Formvorrichtung ft¹ Kunststoffmaterial, z.B. einer Rohlingmatrize und einer Blasform derjenigen Art, wie sie in der U.S. Patentschrift J5 029 ^68 aufgezeigt ist, synchronisiert werden.

Das Wesen der Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung erläutert, in welcher eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.

Die Figur zeigt einen Längsschnitt einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen ist die Erfindung in einem Extruder verkörpert, der einen festen becherförmigen Teil 10 aufweist, der eine ebene Querfläche 11 hat, die innen in einer zylindrischen Leitung 12 endigt und eine rings umlaufende Umfangslippe IJ aufweist. Die zylindrische Leitung 12 endigt vorn in einer Ausstoßöffnung 14. Eine Welle 15 erstreckt sich in axialer Richtung von dem becherförmi^en Teil 10 in die zylindrische

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Leitung 12 und ist an ihrem vorderen Ende mit einer Schraubendruckschnecke 16 versehen, welche mit der Leitung 12 zusammenarbeiten kann, um das Kunststoff-Material (Kunstharz) in axialer Richtung durch die öffnung 14 hindurch vorzuführen.

Die Welle 15 ist mit einem gMchachsig liegenden Kolben 20 verbunden, der in einem Zylinder 21 angeordnet ist, welcher an seinen gegenüberliegenden Enden Arbeitsmittel-Zuleitungen 22 und 25 zum Hin- und Herbewegen des Kolbens 20 zusammen mit der Welle 15 und ihrer Druckschnecke 16 hat. Die Welle 15 wird über eine Riemenscheibe 15a, die auf der Welle 15 durch einen Keil 15b befestigt sein kann, · vermittels eines Riemens 24 von einer Ausgangswelle .25 eines Antriebsmechanismus 26 mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben, der eine Stellvorrichtung 27 aufweist, und der durch einen Motor 28 angetrieben wird.

Eine Buchse 30 ist auf der Welle 15 angeordnet und trägt an ihrem Vorderende eine Scheibe J>1, welche innerhalb der Umgrenzungen der Lippe 13 angeordnet ist, und eine ebene Fläche 33 hat, die von der Fläche 11 des Bechers im Abstand angeordnet ist, um zwischen ihnen einen scheibenartigen Raum 34 zu bilden.

Die Buchse 30 wird durch einen Riemen 35 von einem Mechanismus 36 mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben, der ein Stellmittel 37 aufweist und der durch einen Motor 38 angetrieben wird.

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Die Welle 15 ist in Lagern 4o in der Buchse 30 drehbar und hin- und herbeweglich gelagert. Die Buchse 30 ist in einem Lager 51 in einem festen Arm 52 gelagert, welcher eine Hin- und Herbewegung der Buchse 30 verhindert.

Heizvorrichtungen 50 sind in dem Becher 10 vorgesehen, um das plastische Material auf die gewünschte Plastifizierungstemperatur zu erhitzen.

Das plastische Material wird in den Raum 34 von einem Trichter 46 zugeführt, der in einem waagerechten Durchgang 47 endigt, in welchem eine Zuführschnecke 48 angeordnet ist, die durch zweckentsprechende (nicht dargestellte) Mittel angetrieben wird. Der Durchgang 47 steht durch eine öffnung 49 in dem Becher 10 mit dem Raum 34 an einer Stelle nahe dem Umfang der Scheibe 3I in Verbindung.

Beim Arbeiten der Vorrichtung wird das thermoplastische Material, z.B. Spritz- oder Pormpulver, in den Trichter 46 eingeführt und wird durch die Vorschubschnecke 48 in den Raum 3^-vorbewegt. Das Material wird in dem Raum 34 unter der Scherwirkung«der rotierenden Scheibe 31 plastifiziert, um bei erhöhter Temperatur viskos-elastisch zu werden, und dadurch konditioniert, so daß es durch die Wirkung der rotierenden Scheibe 31 gegen ihre Mitte und in die axiale Leitung 12 vorgeführt wird, aus welcher es durch die rotierende Druckschnecke 16 unter Druck durch die öffnung 14 hindμrchgeleitet wird. Die sich drehende Scheibe 3I wird durch den Mechanismus 36 mit veränderlicher Geschwindigkeit mit

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derjenigen Geschwindigkeit angetrieben, die für diegegebenen Abmessungen des Spaltes 55 und für das zu behandelnde thermoplastische Material die maximale Scherwirkung und Temperatur schafft; die Druckschnecke 16 wird durch den Mechanismus 26 mit veränderbarer Geschwindigkeit mit derjenigen Drehgeschwindigkeit angetrieben, welche zur Herstellung des gewünschten Druckes am besten geeignet ist, und

deren Geschwindigkeit von der der Scheibe 31 gewöhnlich abweicht.

Falls die Vorrichtung in Verbindung mit einer Maschine verwendet wird, die ein intermittierendes Zuführen von plastischer Masse erfordert, muß der Strom durch die Ausstoßöffhung 14 von Zeit zu Zeit unterbrochen werden, um den Erfordernissen dieses intermittierenden Zuführens zu entsprechen. Wenn der Strom daher unterbrochen wird, werden die Welle 15 und die sich auf ihr befindende Druckschnecke 16 unter der Wirkung des Druckes zurückbewegt, der durch die Druckschnecke 16 erzeugt wird, wodurch der Kolben 20 sich in einer Richtung weg von der Ausstoßöffnung 14 bewegt, wodurch öl od.dgl. aus dem Zylinder 21 dirch die Leitung 22 heraus bewegt wird, so daß Raum für das plastlfizierte Material geschaffen ttrd, das sich zwischen der Druckschnecke 16 und der Ausstoßöffnung 14 ansammelt. Wenn die Welle 15 und die Druckschnecke 16 unter der Einwirkung des Druckmittels vorbewegt werden, das durch die Leitung 22 eingelassen wird und auf den Kolben 20 wirkt,

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BAD ORIGINAL

wird das angesammelte plastifizierte. Material zusammen mit dem kontinuierlich zugeführten plastifizierten Material aus der Ausstoßöffnung 14 heraus extrudiert. Die Periode der Hin- und Herbewegung der Welle I5 wjjd durch die Erfordernisse der intermittierenden Zuführung bestimmt und wird durch Einstellen der Zufuhr des Druckmittels durch die Leitungen 22 und 2^5 hindurch eingestellt, um so mit dem gewünschten Form- oder Spritzzyklus übereinzustimmen.

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Claims (3)

Patentansprüche.

1.^Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoff-Material (Kunstharz) mit einem becherförmigen Teil, der eine ebene Querfläche aufweist, welche axial in einer zylindrischen Leitung endigt, die eine Ausstoßöffnung aufweist und einer Scheibe mit einer ebenen Fläche, die gleichachsig zu und im Abstand von der Becherfläche angeordnet ist, um zwischen ihnen einen scheibenartigen Raum zu bilden, ferner eine Welle sich axial durch die Scheibe hindurcherstreckt und vorn in der zylindrischen Leitung endigt, und die Welle innerhalb der Leiting eine Schraubendruckschnecke aufweist, welche das Kunststoff-Material unter Druck durch die Öffnung hindurch vorbewegen kann, sowie einem Einlaß für das Material in den Raum nahe dem Umfang der Scheibe, sowie einem Drehantrieb für die Scheibe, um das Material zentripetal in die zylindrische Leitung einzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle von derScheibe unabhängig drehbar ist, und daß unabhängig von der Scheibe ein Drehantrieb für die Welle vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mechanismus zum Hin- und Herbewegen der Welle in axialer Richtung vorgesehen ist, um dadurch das Material intermittierend durch die öffnung hindurch zu extrudieren.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe auf einer Buchse angeordnet ist, die auf der Welle gelagert ist.

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