DE1629734A1 - Strangpressanlage zur besseren Homogenisierung warmplastischer Kunststoffe - Google Patents

Description

• Strangpreßanlage zur besseren Homogenisierung warmplastischer Kunststoffe Die Erfindung betrifft eine Strangpreßanlage für die Verarbeitung vom Kunststoffrohstoff zum Halbzeug bzw. Fertigartikel, die aus einer Einschneckenpresse und einem den warmplastischen Kunststoff formenden Werkzeug besteht, wobei im Zylinder der Schneckenpresse zwischen dem Schneckenende und dem Werkzeugeinlauf eine Lochscheibe feststehend angeordnet ist.
• Für die Verarbeitung von Kunststoffrohstoff zu Kunststoffprofilstäben - man bezeichnet diese als Halbzeug oder als Fertigartikel - werden hauptsächlich Schneckenpressen verwandt. Der Kunststoffrohstoff wird in zwei Modifikationen angeboten, einmal als preisgünstiges Pulver bzw. als Pulvermischung oder als aufbereitetes Granulat. Die Schneckenpressen gibt es in rorm der Mehrfachschneckenpressen, am häufigsten vertreten durch die Doppelschneckenpresse, und in der Form der Einsohneckenpresse. Während die Mehrfachschneckenpresse hauptsächlich bei der Rohstoffaufarbeitung zur Granulatherstellung und gegebenenfalls auch zur Profilherstellung bei großem Profilquerschnitt verwendet wird, ist die Einschneckenpresse überwiegend bei der Herstellung von Profilen üblicher Abmessungen im Einsatz.
• Um die Pulsation, die von der Schneckenförderung herrührt, vom formgebenden Werkzeug fernzuhalten, hat man zwischen dem Schneckenende und dem Werkzeugeinlauf als Drosselorgan eine Lochscheibe fest in den Zylinder eingebaut. Die dicht vor der Lochscheibe endende Schnecke ist an ihrer Spitze in der verschiedensten Weise ausgeführt. Einmal endet die Schnecke in einem zylindrischen-StückXohee Stege mit einer stumpfen, kegeligen Spitze; ein anderes Mal ist die Schneckenspitze ein langgestreckter, spitzer Kegel; wieder ein anderes Mal ist der Schneckensteg bis an die Lochscheibe herangeführt, während im letzten Gang der Schneckenkern bis auf Null abnimmt.
• Es ist auch schon vorgeschlagen worden, in einem gewissen Abstand von der Schneckenspitze und von der feststehenden Lochscheibe eine weitere mit der Schnecke verbundene und mit ihr umlaufende Lochscheibe anzuordnen.
• Bei der Profilherstellung muß der warmplastische Kunststoff letztlich durch die stehende Lochplatte hindurchtreten und gelangt so als eine Schar vieler paralleler Stränge in das formgebende Werkzeug. Eine Homogenisierung oder Vermischung dieser vielen Parallelstränge ist im Werkzeug zum großen Teil nicht mehr möglich, 80 daß diese Struktur im Querschnitt des Profils erkennbar bleibt und das Profil oft eine verminderte Querfestigkeit erhält.
• Besonders fällt dies auf, wenn dem zu uerarbeitenden Eunststoffrohstoff Farbkonzentrate, Treibmittel und/oder andere mit diesem Eunststoff verträgliche Kunststoffe zwecks Verschneidung vorher beigemischt worden sind.
• Um auch in diesen Fällen eine befriedigende Durchmischung und Homogenisierung zu erreichen, war es bisher üblich, zweistufig zu arbeiten, d.h. diese Mischung erst einmal aufzuschmelzen und zu granulieren und dann dieses Granulat in einer Einschneckenpresse zum gewünschten Profil zu verarbeiten.
• So liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Strangpreßanlage durch eine Zusatzeinrichtung so zu verbessern, daß die Einseilstränge nach Passieren der Lochscheibe verwischt bzw. vermischt werden und es sich somit erübrigt, auch in s¢hwierigen Fällen zweistufig arbeiten zu mUsen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die feststehende Lochscheibe von einer drehbaren Welle durchdrungen ist, auf der zwischen dieser Lochscheibe und dem Werkzeugeinlauf eine weitere, mit der Welle umlaufende Lochscheibe angeordnet ist.
• Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Abbildung erläutert.
• In dem Schneckenzylinder 1 ist in herkömmlicher Weise die Schnecke 2 drehbar gelagert. Die Schnecke 2 ist an ihrem Ende mit einer Gewindebohrung 3 versehen, in die die Welle 4 eingeschraubt ist. Die, in Strömungsrichtung der Kunststoffschmelze gesehen, hinter dem Schnekkenende im Zylinder feststehend angeordnete, an sich bekannte Lochscheibe 5 wird von der Welle 4 durchdrungen. Nun ist hinter der feststehenden Tochscheibe 5 auf der Welle 4 eine weitere Lochscheibe 6 angeordnet, die sich mit der Welle dreht. Das Wellenende 7 ist strömungstechnisch günstig als Kegelspitze ausgeführt. Im vorliegenden Fall ist die Lochscheibe 6 und die Welle 4 aus einem Stück gefertigt; ob dies immer günstig ist, hängt von den jeweiligen Gegebenheiten ab.
• Hieran schließt sich dann der Werkzeugeinlauf 8 an.
• Es kann auch vorteilhaft sein, die einzelnen Bohrungen oder Durchbrechungen einer oder beider Lochscheiben zur Zylinderachse hin im Querschnitt größer werdend auszulegen, um die vorzugsweise am Zylindermantel entlangströmende Kunststoffschmelze auch zur Zylinderachse hin zu leiten.
• Die Kunststoffschmelze wird von der Schnecke 2 in Richtung auf die Lochscheibe gefördert. Dabei wird sie von der Schnecke auch in Umfangsrichtung mitgenommen. Die hinter dem Schneckenende angeordnete feststehende Lochscheibe 5 stoppt die- Strömung in Umfangsrichtung und teilt die Xunststoffschmelze in eine den Durchbrechungen entsprechende Vielzahl von Einzelsträngen auf. Durch die erfindungsgemäße zweite sich drehende Lochscheibe 6 wird der rein axialen Strömung aus der ersten Lochscheibe 5 wieder eine Umfangskomponente verliehen. Damit werden die aus der ersten Lochscheibe 5 austretenden Einzelstränge miteinander verwunden und vermischt, so daß von einander parallelen Einzelsträngen kurz vor dem Eintritt in die zweite Lochscheibe 6 nich mehr die Rede sein kann. In der zweiten Lochscheibe 6 wird die Kunststoffschmelze erneut in Einzelstränge aufgeteilt.
• Dadie Schmelze im Werkzeug, Ja schon im Werkzeugeinlauf 8, infolge der Wandreibung gehindert wird, auch in Umfangsrichtung zu strömen, verwinden und vermischen sich die Einzelstränge nach dem Verlassen der Lochscheibe 6 erneut, so daß die im Werkzeug verformte Kunststoffschmelze als homogen zu betrachten ist.
• Diese Homogenität ist nicht nur darauf zurückzuführen, daß es keine parallelen (sonst nur mangelhaft verschweißten) Einzelstränge mehr gibt, sondern darauf, daß die Kunststoffschmelze vor und hinter der erfindungsgemäßen, sich drehenden Lochscheibe 6, die zwischen der an sich bekannten feststehenden Lochscheibe 5 und dem Werkzeugeinlauf 8 angeordnet ist, eine zweimalige intensive Durchmischung erfährt.
• Die Intensität dieser Durchiaischung kann durch die Wahl der Abstände: Ende der Schnecken 2 zu stehender Lochscheibe 5, stehende Lochscheibe 5 zu drehbarer Lochscheibe 6, drehbare Lochscheibe 6 zum Werkzeugeinlauf 8 und durch dessen Formgebung beeinflußt werden.
• Es ist auch an eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung gedacht, bei der die Welle 4 durch eine hohle Schnecke 2 geführt ist, so daß die Drehrichtung und Drehzahl der drehbaren Tochscheibe 6 von der Schneckendrehung unabhängig eingestellt werden können, um hierdurch einen während des Betriebes veränderbaren Einfluß auf die Mischwirkung ausüben zu können.
• Auf den entsprechend der Erfindung ausgerüsteten Strangpreßanlagen lassen sich nun Profile aus gut homogenisierter Kunststoffschmelze fertigen, bei denen auch an die Querfestigkeit höhere Anforderungen gestellt werden können.
• Vor allem bei Halbzeug, bei dem das Grundmaterial mittels Farbkonzentrat eingefärbt wird, oder bei miteinander zu verschneidenden Eunststoffrohstoffen gewährleistet die erfindungsgemäß ausgerüstete Strang preßanlage eine gute gleichmäßige Materialmischung, so daß sich die bisher übliche zweistufige Verfahrensweise erübrigt. Die homogene Ver mischung und die Formgebung wird bei einmaligem Aufschmelzen erreicht.
• Hierdurch werden die thermisch empfindlichen Kunststoffe wesentlich geschont, so daß man den Aufwand für zususetzende Verarbeitungshilfsmittel beträchtlich mindern kann.

Claims (3)

1. Patent ansprüche Strangreßanlage für die Verarbeitung vom Kunststoffrohstoff zum Halbzeug bzw. Fertigartikel, bestehend aus einer Einschneckenpresse und einem den warmplastischen Kunststoff formenden Werkzeug mit im Zylinder der Schneckenpresse zwischen dem Schneckenende und dem Werkzeugeinlauf fest angeordneter Lochscheibe, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die feststehende Lochscheibe (5) von einer drehbaren Welle (4) durchdrungen ist, auf der zwischen dieser Lochscheibe (5) und dem Werkzeugeinlauf (8) eine weitere, mit der Welle (4) umlaufende Lochscheibe (6) angeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die drehbare Welle : (4) mit der Schneckenwelle (2) verbunden ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die drehbare Welle (4) durch die Schneckenwelle geführt und gesondert antreibbar ist.