DE1729198B2

DE1729198B2 - Schneckenstrangpresse fuer kunststoff

Info

Publication number: DE1729198B2
Application number: DE1967N0030820
Authority: DE
Inventors: Robert Leonard Barberton Ohio Miller (V .St A.)
Original assignee: NRM Corp., Akron, Ohio (V.StA.)
Priority date: 1966-09-01
Filing date: 1967-06-29
Publication date: 1977-05-05
Also published as: US3398430A; GB1178266A; DE1729198A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenstrangpresse für Kunststoff, deren die Förderschnecke aufnehmendes hohlzylindrisches Gehäuse innenwandig mit Längsrippen versehen ist und im Bereich der Einfüllöffnung einen Abschnitt mit sich konisch in Förderrichtung verjüngender Innenweite besitzt.

Bei der bekannten Vorrichtung (DT-AS 10 03 947) sind die im Gehäuse vorgesehenen Längsrippen außerhalb der Einfüllzone angeordnet. Die Längsrippen beginnen hier erst im Abschnitt hinter der Einfüllöffnung und steigen dabei in ihrer Radialhöhe in Förderrichtung der Schnecke auf ihre endgültige Höhe im Gehäuse an.

Bei einer anderen Vorrichtung (DT-PS 8 41 484), die sich mit dem Verspinnen von Kunststoffen befaßt, ist es bekannt, Längsrippen lediglich im Bereich einer hinteren Schmelzkar.imer anzuordnen, in welcher anstelle der Schnecke ein Verdrängungskörper angeordnet ist. Im Gehäusebereich der Einfüllöffnung, die hier axial angeordnet ist, sind keine Rippen vorgesehen.

Es hat sich gezeigt, daß die bekannten Schneckenstrangpressen nicht zu einer ausreichenden Entlüftung des Förderguts führen, weshalb mit ihnen nur extrudierte Produkte geringer Qualität erzielbar sind. Wegen fehlender Entlüftung kommt es j:u Betriebsstörungen, welche die Förderkapazität der Vorrichtung verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Förderpresse der im Gattungsbegriff genannten Art zu entwickeln, die bei großer Förderkapazität Produkte hoher Qualität zu extrudieren gestattet.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß mindestens zwei der Längsrippen in den Axialbereich der Einfüllöffnung hineinragen und die in Drehrichtung der Schnecke gesehen umfangsmäßig vorauseilende Rippe eine kleinere Radialhöhe als die ihr nachfolgende Rippe aufweist. Durch die in der Radialhöhe zueinander gestufte Ausbildung der Rippen im Bereich der Einfüllöffnung wird bereits beim Vorkomprimieren des zu verarbeitenden Kunststoffes die Luft gut aus dem Material herausgedrückt, wodurch Hohlräume in der extrudierten Masse von vornherein beseitigt sind. Dadurch erhöht sich die Förderkapazität der Schnecke. Man erhält ein homogenes, vollständig plastifiziertes Material beim Extrudieren der Vorrichtung, welches sich durch eine hohe Qualität auszeichnet Weiterbildungen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich. In der nachfolgenden Beschreibung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Eszeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht einer Scnneckenstrangpres-

V i g. 2 in Vergrößerung die Schivttansicht durch die Vorrichtung von F i g. 1 längs der Schnittlinie 2-2 von Fig. 1,

Fig.3 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung längs der Schnittlinie 3-3 von F i g. 2,

Fig.4 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung längs der Schnittlinie 4-4 von F i g. 3.

Die Schneckenstrangpresse 1 nach F i g. 1 und 2 besitzt ein geheiztes Gehäuse 2 mit einer darin drehbar gelagerten Förderschnecke 5. Durch einen ein endig angeordneten Fülltrichter 3 werden Kunststoffe in Forns von Schnitzeln, Granulaten oder Pellets eingegeben. Am gegenüberliegenden Ende trägt das Gehäuse 2 einen Spritzkopf 4, durch welchen der plastifizierte Kunststoff extrudiert wird.

Die Förderschnecke 5 besitzt Schraubengänge 6 mittels denen der Kunststoff vom Fülltrichter 3! zum Spritzkopf 4 geschoben wird. Dabei komprimiert die Schnecke in bekannter Weise die Kunststoff partikeln, damit sie bei dieser Bearbeitung plastifiziert werden, bevor sie zum Spritzkopf 4 gelangen. Die Förderschnekke 5 wird über einen elektrischen Motor 7 und ein Untersetzungsgetriebe 8 in Umdrehung gesetzt.

Der Fülltrichter 3 ist an einem Zuführhals 9 befestigt, der das hintere Ende des Gehäuses 2 bestimmt. Wird die Förderschnecke 5 in der in Fig.3 angedeuteten Drehrichtung bewegt, so werden die durch die Einfüllöffnung 10 eingebrachten Kunststoffpartikeln durch die Schraubengänge 6 nach links verschoben. Bei manchen Kunststoffen, z. B. Styrol Schnitzeln, die durch Zerkleinerung dünner Folien zum Zwecke ihrer Wiederverwendung erhalten werden, kommt es vor, daß die Teilchen im Betriebszustand rutschen oder übereinanderrollen. Zwischen der Innenwand des Gehäuses 2 und den Teilchen wird dadurch keine ausreichende Reibung erzeugt. Die Teilchen drehen sich, wie ein Stopfen, im Gleichlauf mit der Förderschnecke und werden folglich nicht mit der gewünschten Geschwindigkeit vorwärtsgeschoben, welche für ein ausreichendes Komprimieren und Verarbeiten erforderlich ist. Die Zuführung des Kunststoffs im Zuführhals 9 kann von solch geringer Dichte sein, daß die Förderschnecke 5 keine ausreichende Kompression erbringt, um einen nachfolgenden Zumeßabschnitt der Presse ausreichend zu fü'len. Ein solcher Zumeßabschnitt befindet sich bei tiner üblichen einstufigen Schneckenstrangpresse am vorderen Ende, im Anschluß an einen mittleren Kompressionsabschnitt.

Damit die Schneckengänge 6 gegen zusätzliches Material anarbciten, dieses vorkomprimieren und LuIt ausdrucken körnen, ist sin Abschnitt 11 des Gehäuses, wie in Fig.3 gezeigt ist, mit axial verlaufenden Längsrippen veirsehen. die im Querschnitt von F i g. 2 sternförmig angeordnet sind. Hierdurch wird die Vorschubkapazität der Förderschnecke 5 erhöht. Die

Längsrippen wirken einem Drehen der Kunststoffteilchen entgegen und erhöhen dadurch die Förderkapazität. Dieser Abschnitt 11, der im Anschluß an die Einfüllöffnung 10 folgt, ist konisch gestaltet Die hier vorgesehenen Längsrippen 12 laufen keilförmig in Förderrichtung entsprechend der abnehmenden Konizität aus. Im Bereich der Einfüllöffnung IC ist die Radialhöhe der Rippen verändert, damit der Kunststorf die gemimten erweiterten Gebiete zwischen den Längsrippen 12 erreichen kann. Ausschließlich der F i g. 2 erkennt man vier sich jeweils paarweise gegenüberliegende Längsrippen in diesem Abschnitt 11 des Gehäuses, deren Radialhöhe bei einigen Rippen im Bereich der Einfüllöffnung 10 verändert ist. Die Förderschnecke 5 besitzt demgegenüber einen gleichförmigen Außendurchmesser. In Drehrichiung der Schnecke gesehen, sind die vorauseilenden Rippen mit einer kleineren Radialhöhe versehen, als die nachfolgenden Rippen. Während, wie Fig.4 zeigt, die eine Rippe bereits im Bereich der Einfüllöffnung ihre endgültige Radialhöhe erreicht hat, steigt die andere Radialrippe erst später zu ihrer endgültigen Höhe auf. Dieser endgültige Anstieg ist in Fig.4 anhand der unteren Rippe zu erkennen.

Da die Kunststoffteilchen, von der Einfüllöffnung 10 aus, nach links bewegt werden, bewirkt das sich im Abschnitt 11 konisch verengende Gehäuse eine radiale Komprimierung der Teilchen. Diese füllen vollständig den schraubenlinienförmigen Raum zwischen den Gewindegängen 6 der Förderschnecke 5 aus. Durch dieses Vorkomprimieren des Kunststoffs und durch die Behinderung einer unerwünschten Rotationsbewegung der Teilchen wird Luft aus dem Kunststoff herausgedrückt. Hohlräume verschwinden und die Förderkapazität wird erhöht. Der spätere Zumeßabschnitt der Schneckenstrangpresse wird immer gut mit Kunststoff gefüllt sein, wodurch die gewünschte Kompression und Bearbeitung des Kunststoffs erzielt wird. Neben einer vollständigen Plastifizierung erhält man eine thermische Homogenität des Kunststoffs am Spritzkopf 4. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser im konischen Abschnitt U 114 mm und seine konische Verjüngung erfolgt auf einer Länge von etwa 16 cm. Die dabei vorkommende konische Neigung bewirkt, daß der Durchmesser im Bereich der Einfüllöffnung 10 etwa um 2,7 cm größer ist, als der Durchmesser der Förderschnecke 5.

Ausweislich der Fig. 2 bis 4 ist dieser Gehäuseabschnitt in an sich bekannter Weise noch mit Kanälen 13 für die Zirkulation eines Mediums zur Tcmperaturüberw^chung versehen.

Nachfolgend werden verschiedene Vergleichsbeispiele angegeben, welche die beachtliche Leistungserhöhung von Schneckenstrangpressen mit keilförmigem Hals gegenüber üblichen Schneckenstrangpressen ohne derartigen keilförmigen Hals zeigen, wobei die Dimensionsangaben in mm den Schneckendurchmesser D und die Dimensionsangaben für UD das Verhältnis von Schneckenlänge : Schneckendurchmesser bedeuten.

Beispiel 1

Bei Verarbeitung von sehr schlagfestem Abfall-Styrol, das durch Zerreiben defekter tiefgezogener Deckel durch ein 12,7-mm-Gitter beispielsweise erzeugt worden ist, wurde eine Geschwindigkeit von 104 kg/h auf einer 89 mm, 24 :1 UD Schneckenstrangpresse bei einem Umlauf von 186 U/min erhalten. Bei Verwendung des keilförmigen Zufuhrhalses wurde der Durchsatz auf 327 kg/h erhöht, ohne daß die Förderschnecke ausgewechselt oder die Schneckengeschwindigkeit erhöht wurde. Mit dem gleichen Material stieg auf einer 114 mm, 24:1 UD Schneckenstrangpresse, die mit 120 U/min lief, der Durchsatz von 272 auf 454 kg/h. In beiden Fällen waren die produzierten Folien gleichförmiger und enthielten weniger Hohlräume.

Beispiel 2

Bei einer anderen 114 mm, 24 :1 UD Schneckenstrangpresse mit Entlüftung zum Extrudieren von Folien aus Pellets, die aus einem Styrol mit einem anderen Grad von Schlagfestigkeit bestanden, wurde der Durchsatz von 544 auf 726 kg/h ohne Anstieg der Schneckengeschwindigkeit erhöht.

Beispiel 3

Auf einer 89 mm, 24 :1 UD Schneckenstrangpresse mit Entlüftung können Nylonfäden von 7 bis 20 Denier, die auf eine mittlere Länge von 2,5 bis 5 cm abgehackt sind, wobei gelegentlich längere Fäden bis zu 30 cm vorliegen, nur mit einem Durchsat? von 43 kg/h verarbeitet werden. Bei Verwendung des keilförmigen Zufuhrhalses wurden Durchsätze von über 91 kg/h erhalten.

Beispiel 4

Bei einem Abfall aus Polyäthylenfilm variabler Dicke (0,05 bis 0,175 mm), durchgelaufen durch ein 12,7-mm-Sieb einer Zerkleinerungsvorrichtung, waren Durchsätze von 45 kg/h möglich bei direkter Zufuhr und 177 kg/h bei Zufuhr durch den keilförmigen Zufuhrhals.

Beispiel 5

Alle Arteti von geschäumtem Styrol-Abfall können schneller durch den keilförmigen Zufuhrhals gefördert werden. Ein Schaumstoff von 80 g/dm³, zerkleinert durch ein 0,5-mm-Sieb, würde mit einem Durchsatz von 18 kg/h durch eine 89 mm 24 : 1 Schneckenstrangpresse laufen. Mit derselben Schneckenstrangpresse, jedoch ausgerüstet mit dem keilförmigen Zufuhrhals, wurden Durchsätze bis zu 190 kg/h erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

'f Patentansprüche:

1. Schneckenstrangpresse für Kunststoff, deren die Förderschnecke aufnehmendes hohlzylindrisches Gehäuse innenwandig mit Längsrippen versehen ist und im Bereich der Einfüllöffnung einen Abschnitt mit sich konisch in Förderrichtung verjüngender Innenweite besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Längsrippen (12) in den Axialbereich der Einfüllöffnung (10) hineinragenden und die in Drehrichtung der Förderschnecke (5) gesehen umfangsmäßig vorauseilende Rippe eine kleinere Radialhöhe als die ihr nachfolgende Rippe aufweist

2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippen (12) lediglich im konischen Abschnitt (11) des Gehäuses angeordnet sind und keilförmig in Förderrichtung verlaufen.

3. Schneckenpresse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Axialbereich der Einfüllöffnung (10) liegenden Teilstücke der in Schnecke ndrehrichtung vorauseilenden Längsrippe (12) in ihrer Radialhöhe gegenüber dem restlichen Teilstück dieser Rippen erniedrigt sind.