DE1729344B2

DE1729344B2 - Innen kühlbare Schnecke für einen Kunststoffextruder

Info

Publication number: DE1729344B2
Application number: DE1729344A
Authority: DE
Inventors: Peter 4000 Duesseldorf Fahnenstich; Manfred Dipl.-Phys. Dr. 4021 Metzkausen Weinert
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 1967-11-28
Filing date: 1967-11-28
Publication date: 1975-07-03
Also published as: DE1729344A1; DE1729344C3

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine innen kühlbare Schnecke für einen Kunststoffextruder mit einer axialen, beidseitig verschlossenen Bohrung entlang des Abschnittes der äußeren Schneckengänge und mit inneren Schneckengängen in der Bohrung zur Förderung eines die Bohrung teilweise ausfüllenden Kühlmittels in Richtung auf die Schneckenspitze.

Bei einer bereits vorgeschlagenen innen kühlbaren Schnecke der beschriebenen Gattung (DT-PS 12 67 833) ist das Kühlmittel ein Wärmeträger. Damnlter versteht man bekanntlich eine Flüssigkeit (oder ein Gas) möglichst hoher spezifischer Wärme, welche an Wärmetauscherflächen Wärme aufnimmt bzw. abgibt, aber seinen Aggregatzustand dabei nicht ändert. Bei dieser älteren Ausführungsform besitzt die axiale Bohrung außerdem Einbauten in Form eines Rohres. Die inneren Schneckengänge werden durch eine eingesetzte Schraubenfeder gebildet. Sie funktionieren im Ringraum zwischen Bohrungsinnenwand und Rohraußenwand gleichsam als Schneckenpumpe und fördern den Wärmeträger zur Schneckenspitze, wo der Druck ausreicht, um den Wärmeträger über das Rohrinnere zurückzudrücken. Die Rohrenden sind entsprechend offen. Eine derartige, pumpenartige Fördereinrichtung im Innern der Bohrung hält man offenbar für erforderlich.

Im übrigen kennt man innen kühlbare Schnecken anderer Gattung (JA-AS 6 906/59), die zwar eine axiale Bohrung aufweisen, bei der jedoch die inneren Schnekkengänge fehlen. Allerdings ist hier das Kühlmittel eine verdampfbare Kühlflüssigkeit, wenn auch nicht erkennbar ist, ob diese verdampfbare Kühlflüssigkeit unter ihrem eigenen Dampfdruck steht oder nicht. Mangels innerer Schneckengänge findet der angestrebte Kühleffekt zumindest nicht ausreichend statt. Es fehlen die Kräfte, die die verdampfbare Kühlflüssigkeit zu der Stelle transportieren, wo die Verdampfung stattfinden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine innen kühlbare Schnecke für einen Kunststoffextruder der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, bei der eine pumpenartig wirkende Fördereinrichtung nicht mehr erforderlich ist, bei der aber nichtsdestoweniger die Kühlwirkung verbessert ist

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die inneren Schneckengänge in den Innenmantel der Bohrung eingearbeitet sind und mittig ein von Einbauten freier Teil der Bohrung belassen ist, in dem die unter ihrem eigenen Dampfdruck stehende und nahe der Schneckenspitze verdampfbare Kühlflüssigkeit von der Schneckenspitze zum anderen Ende der Bohrung zurückströmt und dort kondensiert Im allgemeinen wird man in die Bohrung an dem der Schneckenspitze abgewandten Ende einen verstellbaren Stopfen einsetzen, wodurch das freie Volumen der Bohrung veränderbar und der Kondensationseffekt beeinflußbar ist. Wenn die Bohrung zu 5 bis 50%, vorzugsweise zu 25 bis 30%, ihres Volumens mit dei Kühlflüssigkeit gefüllt ist, erreicht man praktisch für alle vorkommenden Fälle eine ausreichende Kühlwirkung.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einer erfindungsgemäßen innen kühlbaren Schnecke für Kunststoff extruder eine pumpenartig wirkende Fördereinrichtung nicht mehr erforderlich ist. Es wurde bei der älteren Ausführungsform nicht erkannt, daß eine unter ihrem eigenen Dampfdruck stehende Kühlflüssigkeit wegen der mit der Änderung des Aggregatzustandes flüssig/dampfförmig verbundenen Volumenänderung von selbst von der Schneckenspitze zum anderen Ende der Bohrung zurückströmt, da die Kondensation ein Vakuum erzeugt. Gleichzeitig wird der Kühleffekt verbessert, weil im Bereich der Spitze der Kunststoffextruderschnecke Verdampfungswärme abgezogen wird. Das bedeutet im Ergebnis eine funktionell Verbesserung bei gleichzeitiger baulicher Vereinfachung.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert:

Die Figur zeigt einen Querschnitt durch eine innen kühlbare Schnecke.

Innerhalb des Schneckengehäuses 1 ist gegebenenfalls in Doppelanordnung für einen mit Doppelsehnekke ausgerüsteten Kunststoffextruder die Schnecke 2 angeordnet, die mit ihren Schneckengängen 3 den ihr endseitig zugeteilten Kunststoff in Richtung auf die Sch neckenspitze 4 fördert und dabei plastifiziert und homogenisiert. Im Bereich der für die Kunststoffverarbeitung notwendigen Schneckengänge 3 ist die Schnekke mit einer Bohrung 5 versehen. Diese Bohrung 5, die durch die in den Schnecken 2 eingeschraubte Schnekkenspitze 4 geschlossen ist, wird zu etwa 1/3 mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt, der über der Kühlflüssigkeit verbleibende Raum in der Bohrung wird evakuiert und die Bohrung hermetisch verschlossen. Fernerhin sind in die Bohrung 5 Schneckengänge 6 eingearbeitet, die, wie schon ausgeführt, so eingerichtet sind, daß sie die in der Bohrung 5 befindliche Kühlflüssigkeit bei der Drehung der Schnecke 2 zur Schneckenspitze 4 hin fördern. Schließlich ist in die Schneckengänge 6 an dem der Schneckenspitze 4 abgewandten Ende ein Stopfen 7 eingeschraubt, durch den der Hohlraum der Bohrung 5 je nach Stellung des Stopfens 7 veränderbar ist. An den von dem Stopfen 7 abgedeckten Stellen der Schnecke wird der Wärmeaustausch geringer sein, d. h., befindet sich der Stopfen 7 so, wie in der Zeichnung dargestellt, im rückwärtigen Schneckenteil, so wird hier die Auf-

wärmung der Schnecke durch Kondensationswärme geringer sein, während, wenn der Stopfen 7 in Richtung auf die Schneckenspitze verschoben wird, dort der Wärmeentzug durch Verdampfungswärme gedrosselt wird. Zur Verstellung des Stopfens 7 kann in Abweichung von der Zeichnung durch den Schneckenschaft 8 eine dünne Bohrung geführt werden, durch die hindurch man mittels einer Drehstange aur den Stopfen 7 einwirken kann. Gegebenenfalls kann durch eine solche Bohrung die Schnecke mit Kühlflüssigkeit gefüllt und entgast werden. Natürlich muß aber für einen hermetischen Verschluß dieser Bohrung gesorgt werden.

Die Schnecke 2, die insbesondere für mit Doppelschnecken ausgerüstete SCunststoffextruder gedacht ist, läßt sich aber ebensogut für Einschneckenextruder verwenden.

Auch wenn man den Schneckenschaft 8 mit einer dünnen Bohrung zur Verstellung des Stopfens 7 versieht, erkennt man deutlich, aaß der Schneckenschaft 8 nicht störend geschwächt ist, was mit Rücksicht auf die hohen zu übertragenden Antriebskräfte von großer Wichtigkeit ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Innen kühlbare Schnecke für einen Kunststoffextruder mit einer axialen, beidseitig verschlossenen s Bohrung entlang des Abschnitts der äußeren Schneckengänge und mit inneren Schneckengängen in der Bohrung zur Förderung eines die Bohrung teilweise ausfüllenden Kühlmittels in Richtung der Schneckenspitze, dadurch gekennzeich- to net, daß die inneren Schneckengänge (6) in den Innenmantel der Bohrung (5) eingearbeitet sind und mittig ein von Einbauten freier Teil der Bohrung (5) belassen ist, in dem die unter ihrem eigenen Dampfdruck stehende und nahe der Schneckenspitze (4) verdampfbare Kühlflüssigkeit von der Schneckenspitze (4) zum anderen Ende der Bohrung (5) zurückströmt und dort kondensiert.

2. Innen kühlbare Schnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrung (5) an *> dem der Schneckenspitze (4) abgewandten Ende ein verstellbarer Stopfen (7) eingesetzt ist.

3. Innen kühlbare Schnecke nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (5) zu 5 bis 50%, vorzugsweise 25 bis 30%, ihres 1$ Volumens mit der Kühlflüssigkeit gefüllt ist.