DE1909009A1

DE1909009A1 - Extruderschnecke

Info

Publication number: DE1909009A1
Application number: DE19691909009
Authority: DE
Inventors: Guenther Noetzold
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1969-02-22
Filing date: 1969-02-22
Publication date: 1970-09-10
Also published as: FR2035544A5; SE354989B; GB1299955A; DE1909009B2

Description

FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG IN ESSEN

Extruderschnecke

Die Erfindung bezieht sich auf eine Extruderschnecke für die Verarbeitung von Elastomeren oder thermoplastischen Kunststoffen.

Die bekannten Extrude rs chnecke η sind ein- oder· mehrgängig ausgeführt. Einige Konstruktionen sind in ihrem vorderen Teil mit zusätzlichen weiteren Schneckengängen ausgestattet. Außerdem sind Extruderschnecken bekannt, bei denen die Steigerung der Schneckengänge oder der Kerndurchmesser sich ändert. Bei diesen bekannten Extruderschnecken wird die Aufgabe, das zu fördernde Material durch intensives Durchmischen zu homogenisieren, dadurch gelöst, daß ein Druckaufbau zur Schneckenspitze hin erzeugt wird, vor der die Düse angeordnet ist, durch die das Material ausgepreßt wird. Das dadurch bedingte Aufschmelzen des Materials lediglich in einem mehE oder weniger großen Abschnitt der Schnecke reicht aber in vielen Fällen für eine einwandfreie Durchmischung nicht aus. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Homogenisierwirkung einer Extruderschnecke durch geeignete Maßnahmen für eine bessere Durchmischung des Materials zu erhöhen.

Danach wird eine Ausführungsform der Extruderschnecke vorgeschlagen, bei der sich der Gangquerschnitt eines der beiden Schneckengänge in Förderrichtung stetig vermindert, während sich der Gangquerschnitt des anderen Schneckenganges vergrößert. Hierbei füllt das in den einen sich vergrößernden Schneckengang eingetragene Material diesen im weiteren Verlauf des Fördervorganges zunehmend weniger aus, während das in den anderen sich verkleinernden

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Schneckengang eingetragene Material unter zunehmenden Druck gesetzt wird. Es findet hier also bereits unmittelbar nach der Materialaufgabe ein Druckaufbau statt, der ein Übertreten des Materials in den anderen Schneekengang über nahezu die gesamte Länge der Schnecke bewirkt.

Die Änderung der Gangquerschnitte kann in der Weise erreicht werden, daß entweder bei gleichbleibender Steigung der Kerndurchmesser der Schneckengänge in Förderrichtung zu- bzw. abnimmt oder daß bei gleichbleibendem Durchmesser die Steigung der Schneckengänge in Förderrichtung zu- bzw. abnimmt.

Eine besonders günstige Ausgestaltung der Erfindung wird erzielt, wenn in Förderrichtung sowohl die Steigung der Schneckengänge zunimmt als auch der Kerndurchmesser der Schneckengänge zu- bzw. abnimmt. Die Abmessungen der Schneckengänge können hierbei so gewählt werden, daß die Querschnittsabnahme des einen Schneckenganges größer ist als die Querschnittszunahme des anderen Schneckenganges, der Gesamtquerschnitt beider Schneckengänge in Förderrichtung also abnimmt.

Darüber hinaus kann die Homogenisierung insbesondere bei bestimmten Materialien noch dadurch verbessert werden, daß gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung die die Schneckengänge bildenden, den Kern schraubenlinienförmig umgebenden Schneckenstege des sich verkleinernden Ganges im Querschnitt trapezförmig ausgebildet sind, wobei die kurze Seite des Trapezes außen liegt und die in Förderrichtung vorn liegende Seite mit der Schneckenachse einen Winkel kleiner als 90° einschließt.

Für die Homogenisierung sehr schwer zu verarbeitender Materialien ist es zweckmäßig, mehrere derart gestaltete

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Extruderschnecken hintereinander in einem Zylinder anzuordnen. Eine mit einer solchen Einrichtung ausgestattete Maschine kann eventuell als kontinuierlicher Mischer eingesetzt werden.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Extruder schnecke dargestellt, und zwar in

Fig. 1 mit sich änderndem Kerndurchmesser, in Fig. 2 mit sich ändernder Steigung und in Fig. 5 niit sich änderndem Kerndurchmesser und sich

ändernder Steigung.
Fig. 4 zeigt im Tei!querschnitt die Gestaltung der Schneckenstege.

Eine Extruderschnecke 1 liegt in einem Zylinder 2 eines Extruders. Sie wird von einer Schneckenwelle 5 her angetrieben und liegt mit ihrer Schneckenspitze 4 vor der ^r/üse 5 eines Spritzwerkzeuges. Das zu fördernde und zu verarbeitende Material wird in einer Fütterzone 6 des Extruders aufgegeben und durch Drehung der Extruderschnecke 1 bewegt. Der Kern 7 der Extrudersehnecke 1 ist von Schneekenstegen 8 sohraubenlinienförmig umgeben. Die so gebildeten beiden Schneckengänge 9 und 10 weisen bei der Extruderschnecke nach Fig. 1 gleiche Steigung auf, der Kerndurchmesser nimmt jedoch bei dem Schneckengang 9 in Förderrichtung zu und vermindert sieh bei dem Schneckengang 10. Die Extrude rs chnecke nach Fig 2 hat über ihre Länge gleichbleibenden Kerndurchmesser. Hier nimmt jedoch die Steigung des Schneckenganges 9 in Förderrichtung zu und die des Schneckenganges Io ab. Bei der in Fig. 3 dargestellten Extruderschnecke nimmt die Steigung der Schneckengänge 9 und 10 in Förderrichtung zu. Gleichzeitig wächst der Kerndurchraesser des Sehneckenganges 9 und vermindert sich der

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Kerndurchmesser des Schneckenganges 10. In allen Fällen wird das in dem Schneckengang 9 befindliche Material komprimiert und dadurch und durch die Reibung an der Wandung des Zylinders 2 in einen stärker viskosen Zustand gebracht. Das Material tritt infolgedessen teilweise in den Schneckengang 10 über, kalte Stellen im Material werden ebenfalls aufgeheizt und aufgeschmolzen, inhomogene Teile werden zerrieben und mit dem übrigen Material vermengt. Diese intensive Verarbeitung und Vermischung des Materials wird durch die Ausbildung der Schneckenstege des sich verkleinernden Ganges nach Fig.4 begünstigt, bei der die in Förderrichtung vorn liegende Seite des trapezförmigen Querschnittes als Schubflanke 11 wirkt, an der das Material nach außen zur Zylinderwand gedruckt wird und in den nächstfolgenden Schneckengang gelangt.

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Claims

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1. Mehrgängige Extruderschnecke für die Verarbeitung von Elastomeren oder thermoplastischen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Gangquerschnitt des einen Teiles der Schneckengänge (9) in Förderrichtung stetig vermindert, während sich der Gangquerschnitt des anderen Teiles der Schneckengänge (1O) vergrößert.

2. Extruderschnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichbleibender Steigung der Kerndurchmesser der Schneckengänge (9, 10) in Förderrichtung zu- bzw.- abnimmt.

J. Extruderschnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichbleibendem Kerndurchmesser die Steigung der Schneckengänge (9, lo) in Förderrichtung zu- bzw. abnimmt.

4. Extruderschnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Förderrichtung sowohl die Steigung der Schneckengänge (9*^0) zunimmt, als auch der Kerndurchmesser der Schneckengänge (9, lo) zu- bzw. abnimmt.

5. Extruderschnecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schneckengänge (9, 10) bildenden,, den Kern (7) schraubenlinienförmig umgebenden Schneckenstege (8) des sich verkleinernden Ganges im Querschnitt trapezförmig ausgebildet sind, wobei die kurze Seite des Trapezes außen liegt und die in Förderrichtung vorn liegende Seite mit der Schneckenachse einen Winkel kleiner als einschließt.

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