DE1778770A1

DE1778770A1 - Extruderschnecke

Info

Publication number: DE1778770A1
Application number: DE19681778770
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl-Phys Koch
Original assignee: Paul Troester MaschinenfabriK
Current assignee: Paul Troester MaschinenfabriK
Priority date: 1968-06-01
Filing date: 1968-06-01
Publication date: 1971-09-16
Also published as: DE1778770B2; DE1778770C3

Description

E x t r u d e r s c h n e c k e Die Erfindung betrifft eine Extruderschnecke für einen Einschnecken -Extruder, der Thermoplaste verarbeitet, und zwar eine solche Extrudersdrnec ke, die drei aufeinanderfolgende Zonen aufweist, nämlich eine Beschlickungszone, eine daran anschlie#ende Umwandlungszone und daran anschliele>nd eine Sogenannte Pump- oder Ausstoßzone (discharging zone diese Ausstobzone baut denjenigen Druck auf, der notwendig ist1 um das in dem Extruder aufbereitete Material durch das anschließende Extrudierwerl:zeug heraus zudrücken.
Der Extruder weist bekanntlich einen Einfülltrichter auf. Darunter ist die Beschickungszone der Extruderschnecke angeordnet. In den Trichter wird der zu verarbeitende Thermoplast eingefüllt. Der Thermoplast ist ein polymerer Kunststoff oder ein natürlicher oder ein synthetischer Kautschuk, dem gegebenen falls noch

Stoffe, wie Farbpigmente,

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Stabilisatoren, Weichmacher, Schäummittel@usw. zugesetzt sind.
Die Extr@d@rschnecke fördert mit ihrer Beschickungszone das eingefüllte Material in die Umwandlungszone. Darin wird das zu verarbeitende Material plastifiziert. Im Abschnitt der Umwandlungszone ist die Schnecke gleich oder entgegengesetzt wie in den angrenzenden Abschnitten geschnitten.
Das in der Umwandlungszone plastifizierte Material wird durch die Umdrehungen der Schecke aus der Umwandlungszone in die Ausstoßzone und aus dieser Zone in das Ausformungswerkstück gedrückt.
Dem Thermoplasten sind bereits vor dem Einfüllen in den Trichter oder werden ihm beim Einfüllen in den Trichter die vorher erwähnten Stoffe zugesetzt. Sie werden in der Beschickungszone mit dem Thermoplasten durch die Umdrehung der Schnecke umgewälzt dabei werden sie auch mit dem Thermoplasten gemischt. Aber diese Mischung ist unzureichend, denn das extrudierte GeUsch, nämlich das Extrudat, weist nicht die erwünschten homogenen Eigenschaften eines isotropen Körpers auf, der in allen drei itichtungen gleiche physikalische Eigenschaften hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese drei Zonen der Schnecke derart zu gestalten, daß der Extruder ein Extrudat mit isotropen Eigenschaften liefert.Uiese Ausgabe ist in folgender Weise gelöst : Die Umwandlungszone der Schnecke ist in zwei hintereinander liegende Abschnitte aufgeteilt, von denen der in der Extrusionsrichtung liegende zweite Abschnitt als eine mehrgängige Homogenisierungszone ausgeführt ist. Zu dem Zweck ist jeder dieser Schneckengänge mit einem im wesentlichen achsparallelen, den Scheckengang querenden keilförmigen Profil versehen und abgeschlossen, dessen Scheitel mindestenS 0,1 mm, aber höchstens etwa 10 % der Gangtiefe kleiner als der Steg der Förderschnecke ist. Das jeden Schnechengang querende, achsparallele Keilprofil begrenzt mit seinem linken Ende die rechte Flanke und mit seinem rechten Ende die linke Flanke eines jeden Shhneck@ngangs.
Dieses im wesentlichen achsparallele Teilprofil macht erfindungsgemäß aus jeder Schneckengang eine Misch- und Homogenisierungszone durch das keilförmige Profil, das jeden Schenckengang quert, werden die dem Thermoplasten zugesetzten Stoffe, in dieser Misch- und Homogenisierungszone mit deL1 plastifiezierten Material homogen durch@ischt. Denn das jeden Schneckengang querende keilförmige Profil hat den Schneckengang in zwei ileilspaltabsclmitte umgewandelt. Und Keilspaltabschnitte mischen das darin befindliche Material bei einer Extruderpresse homogen.
Die Beschickungs-und die Umwandlungszone sind insgesamt etwa 0,3 bis 0,8 L lanf. Der erfindungsgemä#e rjehrgängige Misch - und Homogenisierungsabschnitt der Umwandlungszone ist ungefiihr 2 bis 3 D lang. Dabei bezeichnet L die Gesamtlänge der Extruderschnecke und D ihren Durchmesser.
Wie der Zeichnung weiter zu entbehren ist, beträgt die Steigung der Extruderschnecke in den Zonen mit den durchgehenden Schneckengägen normalerweise ungefähr 0,5 bis 1,5 D , in der Misch- und llomogenisierungszone aber 10 bis 15 D. Bei einem Kunststoffextruder ist die Schnecke im allgeminen 15 bis 30 D und bei einen Kautschukextruder im allgemeinen 8 b@s 20 D lang, wobei D die angegebene Bedeutung hat.
Das völlig homogen durchmischte Material tritt aus der Misch- und Homogenisierungszone in die Ausstoßzone ein. Infolge der homogenen Eigenschaften des zu extrudierenden Materials kann die Schnecke in der Ausstoßzone um ca 5 bis 100 % tiefer als in der Umwandlungszone geschnitten und gegebenenfalls kurz bemessen sein, weil das homogenisierte Material darin nur kurz zu verweilen braucht.
Der tiefere Gang dieser Ausstoßzone vermeidet das Entstehen unerwünschter Friktionswärme besser als bisher. In dieser Zone könnte eine weitere erfindungagemäße Misch- und Homogenisierungszone vorgesehen sein, wenn das aufzubereitende Material besondere Schwierigkeiten verursacht.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung. Es zeigt Fig. 1 Die Ansicht einer erfindungsgemäßen Extruderschnecke zur Verarbeitung von Kunststoffen, Fig. 2 die Ansicht einer Extruderschnecke zur Verarbeitung von Kautsciiukmischungen, Fig. 3 die seitliche Ansicht der erfindungsgemäßen Misch- und IIomogenisierungszone Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie IV - IV in Fig. 3.
An die Beschickungszone B schließt die UmwandlungszoneYund daran dbe Ausstoßzone P an. Die Umwandlungszone enthält

+ den

Umwandlungsabschnitt U' sowie den daran anschließenden Abschnitt der Misch-und Homogenisierungzone M. Die Ausstoßzone ist mit P bezeichnet In der erfindungsgemäßen Misch- und Homogenisierungszone dind die benachbarten Förderstege 1' und 1" durch das im wesentlichen achsparallele keilförmige Profil 2 miteinander verbunden. Das keilförmige profil 2 quert dabei den Schnec@engang. Das rechte Ende des keilförmigen Profils 2 ist mit der linken Flanke des Schneckengangs und das linke Ende des keilförmigen Profils ist mit der rechten Flanke des Schneckengangs verbunden. Die Scheitelhöhe r des keilförmigen Profils 2 ist, wie Fig. 4 zeigt, etwas niedriger als die Scheitelhöhe lt des Förderstegs der Schnecke.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e .

1. Extruderschnecke für einschneckenextruder, die drei in der Extrusionsricht@ng hintereinander angeordnete Zonen aufweiset, nä@lich eine Beschickungszone, die unter der3 Füll@@ichter angeordnet ist, eine daran anschlie#ende Umwandlungszone, in die der in den Extruder eingefüllte Thermoplast mit der Beschickungszone eingepre#t und in der der Thermoplast lastiliziert wird, und schließlich eine Ausstol3zone, aus der der plastifizierte Thermoplast durch das Ausformungswerkzeug hindurch ausgepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungszone/der Extruderschnecke hinter ihre@ den Umwandlungsabschnitt U' und eine Misch- und Homogenisierungszone M aufweist, die mehrgängig geschnitten ist, jeder dieser Schneckengänge steilerals die Schneckengänge in den angrenzenden Beschickungs- und Aussto#zonen @ind und daß jeden Schneckengang ein im wesentlichen achsparalleles keilförmiges Profil (2) quert, dessen Scheitel mindestens uu 0,1 um und höchstens ungefähr 10 or r1ini""s der

Scheitel des Förderstegs ist, daß also das achsparallele Keilprofil mit seinem linken Ende die rechte Flanke des Scheckengangs und mit seine@ rechten Ende die linke Flanke des Schneckengangs begrenzt.

2. Extruderschnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Beschickungs-und Umwandlungszone@ 0,3 bis 0,8 L lang 9rrC i, ""'

die Länge der Misch- und Howogenisierungszone 2 b 3 D beträgt, wobei d@e Extruderschaecke für Kunststo@fextruder 15 bis 30 D und für Eautschukextruder 3 bis 20 D lang ist und L die Gesamtlänge der Schnecke und D ihron Durchmesser bezeichnen.

3. Extruderschnecke nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichenet, daß der Schneckengang in der Ausstoßzone um 5 bis 100 % tiefer als in der Umwandlungszone geschnitten ist.