DE1729384B2 - Vorrichtung zur waermeableitung von stellen hoher temperatur zu stellen niedriger temperatur einer kunststoff-schneckenstrangpresse - Google Patents

Description

Bei dei Verarbeitung von Kunststoffen auf Schnekkenstrangpressen muß das Material auf die zur Plastifizierung und Ausformung notwendige Temperatur erwärmt werden. Die hierzu notwendige Wärme wird teils von außen zugeführt, teils entsteht sie durch Reibung in der Kunststoffmasse. In vielen Fällen ist nun die durch Reibung entstehende Wärme an manchen Stellen zu groß. An solchen Stellen treten dann Temperaturen auf, die für den Kunststoff schädlich sind. Dies gilt insbesondere für die Verarbeitung von Hart-PVC.

Man hilft sich in solchen Fällen dadurch, daß man die Stellen der Schneckenstrangpressen mit zu hoher Temperatur kühlt, sei es durch Innenkühlung der Schnecke und/oder sei es durch Außenkühlung des Zylinders. Es ist auch durch die US-PS 29 87 300 bekanntgeworden, an Zylindern von Schneckenpressen zum Aufheizen dienende Wärmeübertragungsröhren vorzusehen. Durch diese Wärmeübertragungsröhren wird Flüssigkeit geleitet, die von außen zugeführt und nach dem Durchlaufen der Wärmeübertragungsröhren wieder nach außen abgeleitet wird.

Aus der US-PS 24 49 355 ist es ferner bekanntgeworden, die Schnecken von Extrudern hohl auszubilden und den Hohlraum aufzuheizen. Hierzu ist der Schnekkenhohlraum in zwei Kammern unterteilt, in welche von außen Rohre zum Zuleiten und Ableiten eines dampfförmigen oder flüssigen Warmen Mediums führen.

Es ist auch bereits empfohlen worden, die Schnekken von Extrudern mit Flüssigkeit im geschlossenen Kreislauf zu temperieren (Zeitschrift »Der Plastverarbeiter«, 1963, Heft 11, S. 703).

Bei allen vorzitierten Schneckentemperierungen bedarf es der Anbringung von Zu- und Ableitungen, die nach dem Schneckeninneren führen. Der bauliche Aufwand hierfür ist beachtlich. Auch bereitet das Abdichten der Anschlußelemente Schwierigkeiten, weil diese ruhend sind, wogegen die Schnecken rotieren. Vor allem aber wird bei den bekannten Temperierungen die überflüssige Wärme, die den zu kühlenden Schneckenstellen entzogen werden muß, nicht genutzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an Kunst-Stoffschneckenstrangpressen eine Temperierung mit geschlossenem Wärmekreislauf zu schaffen, bei welcher überflüssige Wärme aus Bereichen hoher Temperatur in Bereiche niedriger Temperatur geführt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist für die Schneckentemperierung nach dem älteren Patent 12 67 833 bereits vorgeschlagen worden, innerhalb einei teilweise mii einem flüssigen Wärmeträger gefüllten, druckdicht verschlossenen Axialbohrung in der Schnecke ein Förderelement vorzusehen, durch welches der Wärmeträger in eine Umlaufbewegung versetzt wird. Beim Umlaufen nimmt der Wärmeträger an warmen Stellen der Schnecke Wärme auf und gibt diese an kalten Stellen

Von dem älteren Patent unterscheidet sich die Erfindung darin, daß das Förderelement innerhalb der verschlossenen Axialbohrung in Fortfall kommt, und daß zur Lösung der genannten Aufgabe erfindungsgemäß zwischen den Stellen verschiedener Temperatur im zylindrischen Strangpreßgehäuse und/oder in der Schnekke eine Wärmeleitungsbohrung für ein Wärmeleitmedium vorgesehen ist

Günstig ist es, wenn als Wärmeleitmedium ein massiver Stab aus gut wärmeleitendem Material, insbesondere aus Kupfer, angeordnet ist. Soll etwa der Zylinder einer Doppelschneckenpresse in dieser Weise gekühlt werden, dann werden an geeigneter Stelle neben den beiden Schneckenbohrung eine oder zwei Wärmeleitungsbohrungen vorgesehen, in welche das Wärmeleitmedium in Form eines massiven Stabes aus Kupfer eingesetzt wird. Dabei wird durch konstruktive Maßnahmen sichergestellt, daß eine intensive Berührung der Bohrungswände und der Oberfläche des Kupferstabes gewährleistet ist. Hierdurch wird der natürlich vorhandene Wärmeabfluß von Stellen höherer Temperatur zu Stellen niedriger Temperatur, wie er in jedem Stahlzylinder vorhanden ist, stark intensiviert. So leitet z. B. jeder Querschnittsanteil des Stahlzylinders, der durch Kupfer ersetzt wird, etwa achtmal so viel Wärme. Man hat es demzufolge durch geeignete Bemessung in der Hand zu erreichen, daß an Stellen, an welchen durch Reibung Übertemperaturen entstehen, diese Übertemperaturen abgebaut werden, während dort, wo das kühle, in die Maschine eintretende Material aufgeheizt werden muß, die Heizleistung um den Ausgleichsbetrag geringer gehalten werden kann. Analoge Überlegungen gelten für die Schnecke.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Wärmeleitmedium Wasser vorgesehen wird. In diesem Fall verdampft das Wasser in der Wärmeleitungsbohrung entsprechend den Gesetzen der Thermodynamik an den heißen Stellen und kondensiert an den Kühlen Stellen. Dabei ergibt sich oh'.e mechanisch bewegte Teile ein intensiver Wärmetransport. Der Wärmeabbau ist hier besonders intensiv, weil wegen der Verdampfungswärme denjenigen Stellen, deren Temperatur erniedrigt werden soll, verhältnismäßig große Wärmemengen entzogen werden, die dann bei der Kondensation wegen der Kondensationswärme in gleichfalls hohem Maße nach solchen Stellen übertragen werden, welche erwärmt werden sollen.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, die zwei Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 den Zylinder einer Doppelschneckenpresse im Längsschnitt und im Querschnitt mit zwei Wärmeleitungsbohrungen,

F i g. 2 eine Wärmeleitungsbohrung mit eingesetztem massiven Stab aus gut wärmeleitendem Material,

F i g. 3 eine Wärmeleitungsbohrung, teilweise mit Wasser gefüllt.

Der Doppelschneckenzylinder 1 in F i g. 1 weist die Bohrungen 2 und 3 für die nichtgezeichneten Schnekken auf. Außerdem sind zwei axial verlaufende Wärmeleitungsbohrungen 4 für das Wärmeleitmedium vorhanden. Es sei angenommen, daß der Bertich hoher Temperatur bei der Stelle 5 liegt, wogegen der Bereich niedriger Temperatur bei der Stelle 6 liegen soll.

Bei der Ausführung nach F i g. 2 ist in die Wärmeleitungsbohrung 4 ein ma-.siver Stab 7, beispielsweise aus Kupfer, eingesetzt. Seine Länge wird so bemessen, daß er die Stelle 5 mit der Stelle 6 verbindet.

Bei der Ausführung nach F i g. 3 ist die Wärmeleitungsbohrung 4 teilweise mit Wasser 8 gefüllt. Die Wärmeleitungsbohrung 4 ist an ihren Stirnseiten verschlossen, wobei der Stopfen 9 die Wärmeleitungsbohrung 4 druckfest absperrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Wärmeableitung von Stellen hoher Temperatur zu Stellen niedriger Temperatur einer Kunststoff-Schneckenstrangpresse mit geschlossenem Wärmekreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stellen (5, 6) verschiedener Temperatur im zylindrischen Strangpreßgehäuse und/oder in der Schnecke eine Warmeieitungsbohrung (4) für ein Wärmeleitmedium vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeleitmedium ein massiver Stab (7) aus gut wärmeleitendem Material, insbesondere aus Kupfer, angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeleitmedium Wasser (8) vorgesehen ist.