DE1729344C3 - Innen kühlbare Schnecke für einen Kunststoff extruder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine innen kühlbare Schnecke für einen Kunslstoffexsuder mit einer axialen, beidseitig verschlossenen Bohrung entlang des Abschnittes der äußeren Schneckeng? ige, wobei eine die Bohrung teilweise ausfüllende und unter ihrem eigenen Dampfdruck stehende Kühlflüssigkeit nahe der Schneckenspitze verdampfbar ist, von der Schneckenspitze zum anderen Ende der Bohrung zurückströmt und dort kondensiert wird.

Bei Kunststoffextrudern, insbesondere solchen hoher Leistung, bestehen thermische Probleme, weil im ausgangsseitigen Schneckenabschnitt, d. h. im Bereich des Schneckenkopfes, durch Friktionswärme beträchtliche Aufheizungen auftreten können, die zu einer Qualitätsminderung des Preßgutes führen. Die Gefahr solcher Oberhitzungen besieht kaum im eingangsseitigen Schneckenabschnitt, wo vielmehr häufig eine zusätzliche Beheizung erförderlich ist. Bei einer bereits vorgeschlagenen innen kühlbaren Schnecke der >> beschriebenen Gattung (DE-AS 17 29 384) erfolgt ein Wärmetransport vom heißen Schneckenkopf zum anderen rückwärtigen Ende der Schnecke dadurch, daß die Kühlflüssigkeit im Bereich des heißen Schneckenkopfes verdampft, daß der entstehende Dampf zum rückwärtigen Ende der Schnecke strömt und dort kondensiert, und daß schließlich die Kühlflüssigkeit nach Wärmeabgabe in flüssiger Form zum Schneckenkopf zurückströmt. Über die Ausführung der inneren Bohrung ist dabei im einzelnen nichts ausgesagt. Die Erfindung geht von der Beobachtung aus, daß dann, wenn bei einer solchen Schnecke die Bohrung in üblicher Weise glatt ausgeführt wird, sowoM die Rückströmung der Flüssigkeit zur Schneckenspit/e als auch die Verdampfung im Bereich der Sehne'kenspitze ungleichmäßig und mit geringer Reproduzierbarkeit verlaufen.

Bei einer weiteren bereits vorgeschlagenen innen

Druck ausreicht, um den Wärmeträger über das Rohrinnere zurückzudrücken. Die Rohrenden sind dementsprechend offen. Eine solche Trennung von Hin- und Rückweg der Kühlflüssigkeit durch das eingesetzte Rohr wird in Verbindung mit einer solchen pumpenartigen Fördereinrichtung im Bohrungsinneren offenbar für erforderlich gehalten.

Im übrigen ist eine innen kühlbare Schnecke anderer Gattung bekannt (JP-AS 6906/59), die eine von außen zugängliche, glatte Axialbohrung aufweist, in der sich eine Flüssigkeit von bestimmtem Siedepunkt befindet Dabei ist es aber notwendig, die Bohrung in der rotierenden Schnecke an geeignete stationäre Kühleinrichtungen od. dgl. anzuschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine innen kühlbare Schnecke der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, bei der ein gleichmäßiger und genau vorherbestimmbarer Kühleffekt erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Innenmantel der Bohrung innere Schneckengänge zur Förderung der Kühlflüssigkeit in Richtung zur Schneckenspitze eingearbeitet sind. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist in die Bohrung an dem der Schneckenspitz/f abgewandten Ende ein verstellbarer Stopfen eingesetzt, wodurch das freie Volumen der Bohrung veränderbar und damit der Kondensationseffekt beeinflußbar ist. Die Bohrung wird zu 5 bis 50%, vorzugsweise zu 25 bis 30%, ihres Volumens mit der Kühlflüssigkeit gefüllt. Damit erreicht man praktisch für alle vorkommenden Fälle eine ausreichende Kühlwirkung.

Bei einer erfindungsgemäßen Schnecke erfolgt die Wärmeableitung aus dem Bereich der Schneqkenspitze dadurch, daß der Dampf von allein zum Kondensationsbereich am rückwärtigen Schneckenende strömt. Dagegen wird die Rückströmung des Kondensats erfindungsgemäß nicht sich selbst überlassen, sondern durch die inneren Schneckengänge gleichsam kanalisiert Die damit erreichten Vorteile bestehen vor allem darin, daß die Kühlflüssigkeit sehr gleichmäßig zur Schneckenspitze zurückgefördert wird und - wegen der durch die Schneckengänge vergrößerten Oberfläche der Bohrungsinnenwandung — sehr gleichmäßig verdampft Das hat zur Folge, daß ein gleichmäßiger und genau vorherbestimmbarer Kühleffekt erreicht wird.

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

Die Figur zeigt einen Querschnitt durch eine innen kuhlbare Schnecke.

Innerhalb des Schneckengehäuses 1 ist gegebenenfalls in Doppelanordnung für einen mit Doppelschnek-

ke ausgerüsteten Kunststoffemruder die Schnecke 2 im rückwärtigen Schneckenteil, so wird hier die Aufangeordnet, die mit ihren Schneckengängen 3 den ihr w&rmung der Schnecke 2 durch Kondensatiunswärme endseitig zugeteilten Kunststoff in Richtung auf die geringer sein, während wenn der Stopfen 7 in Richtung Schneckenspitze 4 fördert und dabei plastifiziert und auf die Schneckenspitze 4 verschoben wird, dort der homogenisiert Im Bereich der für die Kunststoffverar- ^s Wärmeentzug durch Verdampfungswärme gedrosselt beitung notwendigen Schneckengänge 3 ist die Schnek- wird. Zur Verstellung des Stopfens 7 kann in Abweike 2 mit einer Bohrung 5 versehen. Diese Bohrung 5, die chung von der Zeichnung durch den Schneckenschaft 8 durch die in den Schnecken 2 angeschraubte Schnek- eine dünne Bohrung geführt werden, durch die hinkenspitze 4 geschlossen ist, wird zu etwa 1/3 mit einer durch man mittels einer Drehstange auf den Stopfen 7 Kühlflüssigkeit gefüllt, der über der Kühlflüssigkeit ver- ^lo einwirken kann. Gegebenenfalls kann durch eine solche bleibende Raum in der Bohrung 5 wird evakuiert und Bohrung die Schnecke 2 mit Kühlflüssigkeit gefüllt und die Bohrung hermetisch verschlossen. Fernerhin sind in entgast werden. Natürlich muß aber für einen hermetidie Bohrung 5 Schneckengänge 6 eingearbeitet, die, wie sehen Verschluß dieser Bohrung gesorgt werden,
schon ausgeführt, so eingerichtet sind, daß sie die in der Die Schnecke 2, die insbesondere für mit Doppel-Bohrung 5 befindliche Kühlflüssigkeit bei der Drehung 15 schnecken ausgerüstete Kunststoffextruder gedacht ist, der Schnecke 2 zur Schneckenspilze 4 hin fördern. läßt sich aber ebensogut für Einschneckenextruder ver-Schließlich ist in die Schneckengänge 6 an dem der wenden.

Schneckenspilze 4 abgewandten Ende ein Stopfen 7 Auch wenn man den Schneckenschaft 8 mit einer

eingeschraubt, durch den der Hohlraum der Bohrung 5 dünnen Bohrung zur Verstellung des Stopfens 7 ver-

je nach Stellung des Stopfens 7 veränderbar ist An den ao sieht, erkennt man deutlich, daß der Schrtcckenschaft 8

von dem Stopfen 7 abgedeckten Stellen der Schnecke 2 nicht störend geschwächt ist, was mit Rücksicht auf die

wird der Wärmeaustausch geringer sein, d. h, bilindet hohen zu übertragenden Antriebskräfte von großer

sich der Stopfen 7 so, wie in der Zeichnung dargestellt, Wichtigkeit ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Innen kühlbare Schnecke für einen Kunststoffextruder mit einer axialen, beidseitig verschlossenen Bohrung entlang des Abschnittes der äußeren Schneckengänge, wobei eine die Bohrung teilweise ausfüllende und unter ihrem eigenen Dampfdruck stehende Kühlflüssigkeit nahe der Schneckenspitze verdampfbar ist, von der Schneckenspitze zum anderen Ende der Bohrung zurückströmt und dort kondensiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den Innenmantel der Bohrung (5) innere Schneckengänge (6) zur Förderung der kühlbaren Schnecke anderer Gattung (DE-PS 12 67 833) ist das Kühlmittel ein Wärmeträger. Darunter versteht man bekanntlich eine Flüssigkeit (oder ein Gas) möglichst hoher spezifischer Wärme, welche an Wärmeaustauscherflächen Wärme aufnimmt bzw. abgibt, aber seinen Aggregatzustand dabei nicht ändert 3ei dieser anderen vorgeschlagenen Ausführungsform besitzt die axiale Bohrung Einbauten in Form eines Rohres, wobei vom Außenmantel des Rohres vorstehende Schraubengänge (in Form einer aufgesetzten Schraubenfeder) am Innenrnantel der Bohrung abgestützt sind. Die Schraubengär.ge funktionieren im Ringraum zwischen Bohrungsinnenwand und Rohraußenwand gleichsam als Schneckenpumpe und

() g

Kühlflüssigkeit in Richtung zur Schneckenspitze (4) «5 fördern den Wärmeträger zur Schneckenspitze, wo der eingearbeitet sind Druck auseicht d Wätä üb d

eingearbeitet sind.

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 küh&are Schnecke nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (5) zu 5 bis 50%, vorzugsweise 25 bis 30%, ihres Volumens mit der Kühlflüssigkeit gefüllt ist