DE1914617C3

DE1914617C3 - Extrusion press for meltable or plasticizable substances, in particular plastics

Info

Publication number: DE1914617C3
Application number: DE19691914617
Authority: DE
Original assignee: General Engineering Co Radcviffe Ltd Radcliffe Manchester Lancashire Grossbritannien
Current assignee: General Engineering Co Radcviffe Ltd Radcliffe Manchester Lancashire Grossbritannien
Priority date: 1968-03-21
Filing date: 1969-03-21
Publication date: 1977-12-08

Description

2020th

Die Erfindung betrifft eine Strangpresse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs (vgl. US-PS 26 80 879).The invention relates to an extruder according to the preamble of the patent claim (see. US-PS 26 80 879).

Beim Extrudieren von thermoplastischen Kunststoffen und ähnlichen Materialien ist es erwünscht, daß die viskoelastischen Eigenschaften des Gutes konstant gehalten werden, so daß es in der Preßdüse und danach zuverlässig in das gewünschte Profil gebracht werden kann. Durch das Scheren des Materials in der Strangpresse werden die viskoelastischen Eigenschaften geändert, und zwar durch eine teilweise Orientierung der Moleküle. Zur Erzielung möglichst gleichmäßiger viskoelastischer Eigenschaften ist es daher nicht nur wichtig, daß alle Materialteilchen im Extruder in gleicher Weise erhitzt werden, sondern auch ebenso wichtig, daß sie alle einer möglichst gleichen Scherwirkung unterworfen werden. Das durch Berührung mit den Zylinderwandungen bis zum plastischen Zustand erhitzte Gut sammelt sich an den in Bewegungsrichtung vorn liegenden Flächen der Gewindezüge an. Bei vielen üblichen Schraubenextrudern neigt dieses weichere Material dazu, in der Nähe dieser vorderen Flächen der Gewindezüge zu verbleiben, so daß einige Teile des Gutes nicht im selben Ausmaß erweicht werden, wie aie sie umgebende Masse des Gutes.When extruding thermoplastics and similar materials, it is desirable that the viscoelastic properties of the goods are kept constant, so that it is in the press nozzle and afterwards can be reliably brought into the desired profile. By shearing the material in the Extrusion presses, the viscoelastic properties are changed by partial orientation of the molecules. It is therefore not only necessary to achieve viscoelastic properties that are as uniform as possible It is important that all material particles are heated in the extruder in the same way, but also in the same way It is important that they are all subjected to the same shear effect as possible. That through contact with The material heated to the plastic state on the cylinder walls collects on the material in the direction of movement surfaces of the threads at the front. In many common screw extruders, this tends to be softer Material to remain near these front surfaces of the threads so that some parts of the Good are not softened to the same extent as the surrounding mass of the good.

Fortsetzung OtteContinuation of Otte

Es ist deshalb eine Strangpresse der eingangs genannten Gattung bekannt, bei der in den jeweils benachbarten Schneckenstegen öffnungen für den so Übertritt des Fördergutes zwischen benachbarten Schneckenkanälen bezüglich der Drehrichtung der Schnecke nichtfluchtend angeordnet sind. Der durch die öffnungen ermöglichte Übertritt des Gutes zwischen benachbarten Schneckenkanälen soll einer besseren Durchmischung und Plastifizierung des Gutes dienen. Durch die in Drehrichtung der Schnecke nichtfluchtende Anordnung der öffnungen wird vermieden, daß sich von der Förderwirkung der Schneckenstege nicht erfaßte Ringzonen bilden. Durch die relativ wenigen eo und im Verhältnis zum Querschnitt der Schneckenkanäle relativ engen öffnungen bei der bekannten Strangpresse wird jedoch in der Praxis nur ein relativ kleiner Volumenanteil des in den Schneckenkanälen geförderten Gutes an dem Übertritt zwischen benachbarten Schneckenkanälen beteiligt sein.It is therefore an extruder of the type mentioned is known in which in each adjacent screw webs have openings for the conveyed goods to pass between adjacent ones Screw channels are arranged in a non-aligned manner with respect to the direction of rotation of the screw. The one through the openings made possible for the goods to pass between adjacent screw channels should be better Mixing and plasticizing of the goods are used. Due to the non-aligned in the direction of rotation of the screw Arrangement of the openings is avoided that the conveying effect of the screw flights is not affected form captured ring zones. Due to the relatively few eo and in relation to the cross section of the screw channels relatively narrow openings in the known In practice, however, the extruder only uses a relatively small proportion of the volume in the screw channels conveyed goods to be involved in the transition between adjacent screw channels.

Es ist andererseits eine Strangpreßvorrichtung bekannt, bei der von den die beiden Schneckenkanäle trennenden Schneckenstegen der eine niedriger als der andere ausgebildet ist und das Preßgut nur in den einen der Schneckenkanäle aufgegeben wird, von wo die heißeren und damit weicheren Teile des Gutes über den niedrigeren Schneckensteg hinweg in den anderen Schneckenkanal gelangen können, aus welchem sie ausgetragen werden. Diese bekannte Vorrichtung beruht somit auf einer ständigen Trennung der bereits erhitzten und erweichten von den noch harten und ungenügend plastifizierten Teilen des Gutes, wobei im übrigen diese Vorrichtung nur eine geringe Kapazität hat, da nur einer der beiden Schneckenkanäle für das Austragen des Gutes genutzt wird (vgl. US-PS 32 71 819).On the other hand, an extrusion device is known in which the two screw channels separating screw flights of which one is formed lower than the other and the material to be pressed only in one the screw channels is abandoned, from where the hotter and thus softer parts of the material over the lower screw flight away into the other screw channel, from which they be carried out. This known device is thus based on a constant separation of the already heated and softened by the still hard and insufficiently plasticized parts of the goods, with im The rest of this device has only a small capacity, since only one of the two screw channels for the Discharge of the goods is used (see. US-PS 32 71 819).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strangpresse der zuvor genannten Art so zu verbessern, daß ohne Beeinträchtigung ihrer Förderkapazität ein gegenüber der bisherigen Lösung (US-PS 26 80 879) intensivierter Übertritt und Austausch des Gutes zwischen benachbarten Schneckenkanälen und damit eine ständige Durchmischung des bereits erhitzten und erweichten mit dem noch kälteren, ungenügend erweichten Gut auf der Länge der Schneckenkanäle staufindet.The invention is based on the object of improving an extrusion press of the aforementioned type in such a way that that without impairing their conveying capacity, compared to the previous solution (US-PS 26 80 879) intensified transfer and exchange of the goods between neighboring screw channels and thus a constant mixing of the already heated and softened with the still colder, insufficient softened good accumulates along the length of the screw channels.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst.According to the invention, this object is achieved by the teaching of the characterizing part of the patent claim solved.

Es ist zwar an sich bei einer eingängigen Schneckenwelle für Maschinen zum Kneten und/oder Mischen plastischer Massen bekannt (DT-PS 8 41 643), den durch Unterbrechungen im Gewinde ermöglichten Übertritt des Gutes aus einer Windung in die vorhergehende Windung des Schneckenkanals durch schräg angestellte Staukörper im Schneckenkanal zu unterstützen. Hierdurch wird die vorliegende Aufgabe jedoch nicht gelöst und die erfindungsgemäß angestrebte Wirkung nicht erzielt. Da die Schnecke nur einen einzigen Schneckenkanal hat, ist eine wirksame Durchmischung und Homogenisierung des Materials mittels der Gewindeunterbrechungen und der Staukörper nicht zu erreichen, da das Gut hierdurch immer nur in bezüglich der Förderrichtung hinten liegende Abschnitte desselben Kanals gelangt und dann nach weiterer Förderung wieder bei der öffnung ankommt, so daß es unter Umständen mehrfach im Kreis geführt wird und seine Verweilzeit im Schneckenkanal nicht kontrollierbar ist. Außerdem wird im Bereich der Gewindeunterbrechungen eines einzigen Schneckensteges keine Abstreifwirkung an der Gehäuseinnenwand ausgeübt; bei einer eingängigen Schnecke kann deshalb in diesem Bereich an der Gehäuseinnenwand ein von der Schnecke unbeeinflußter Ring aus erhitztem und erweichtem Preßgut unbegrenzt lange haftenbleiben. Die schräg zum Gutstrom angestellten Staukörper verstärkten diesen nachteiligen Effekt noch, da sie praktisch als kurze Stücke eines gegenläufigen Gewindes angesehen werden können, die eine rückläufige Förderwirkung auf das Gut ausüben und deshalb den Stillstand des Gutes in den genannten toten Ringzonen noch unterstützen. Außerdem bedeutet diese gegenläufige Förderwirkung eine Verringerung der gesamten Förderkapazität der Schnecke.It is true that it is a single-flight worm shaft for machines for kneading and / or mixing plastic masses known (DT-PS 8 41 643), the transition made possible by interruptions in the thread of the goods from one turn into the previous turn of the screw channel by inclined To support bluff bodies in the screw channel. However, this does not solve the problem at hand and does not achieve the desired effect according to the invention. Because the snail only has a single screw channel is an effective mixing and homogenization of the material by means of the thread interruptions and the bluff body cannot be reached, as the material is only ever in terms of the Direction of conveyance reaches the rear sections of the same channel and then after further conveyance arrives again at the opening, so that it is possibly led several times in a circle and its Residence time in the screw channel cannot be controlled. In addition, in the area of thread breaks a single screw flight exerted no wiping effect on the inner wall of the housing; at a A single-flight screw can therefore be connected to the screw in this area on the inner wall of the housing unaffected ring of heated and softened pressed material stick indefinitely. The oblique Bluffing bodies set up for the flow of material intensified this disadvantageous effect, since they were practically as short pieces of a counter-rotating thread can be viewed, which have a declining conveying effect exercise the goods and therefore still support the standstill of the goods in the dead ring zones mentioned. In addition, this opposing conveying effect means a reduction in the total conveying capacity of the Slug.

Im Gegensatz dazu wird bei der Strangpresse gemäß der Erfindung ein fortwährender Übertritt und Austausch des Gutes zwischen zwei oder mehr benachbarten Kanälen einer mehrgängigen Schnecke ohne jede Ausbildung von toten Ringzonen und ohne Beeinträchtigung der gesamten Förderkapa?.ität erzielt, und zwarIn contrast, in the extruder according to the invention, there is a continuous transfer and exchange of the good between two or more adjacent channels of a multi-flight screw without any Formation of dead ring zones and achieved without impairing the entire production capacity, namely

durch die genannten, allmählich verlaufenden und keinen Rückstau des Gutes verursachenden Querschnittsänderungen der Schneckenkanäle selbst.due to the mentioned, gradual changes in cross-section which do not cause any backlog of the goods the screw channels themselves.

Im Fall der Doppelschneckenpresser nach der DT-PS 8 47 425 erfolgt ein fortwährender Übertritt und Austausch des Gutes aus den Gängen der einen in die Gänge der r.nderen Schnecke und umgekehrt. Durchtrittsöffnungen in den Schneckenstegen sind dort nicht vorhanden.In the case of the twin screw press according to DT-PS 8 47 425, there is a continuous transfer and Exchange of the goods from the passages of one in the passages of the other snail and vice versa. Passage openings in the screw flights are not available there.

Die erfindungsjjemäße Ausbildung der Schnecke ermöglicht es, die Anordnung und Ausbildung der öffnungen in weiten Grenzen zu variieren und an die jeweils vorliegenden Arbeitsbedingungen und Eigenschaften des Fördergutes anzupassen. Die Zeichnungen erläutern die Erfindung.The formation of the snail according to the invention makes it possible to vary the arrangement and design of the openings within wide limits and to adapt to the to adapt the current working conditions and properties of the conveyed goods. The painting explain the invention.

Fig. 1 zeigt das Abwickeln eines eingängigen Schneckenkanals;Fig. 1 shows the unwinding of a single-flight screw channel;

F i g. 2 zeigt den abgewickelten Kanal;F i g. Figure 2 shows the unwound channel;

F i g. 3 zeigt in abgewickelter Darstellung eine Schnecke mit einem über die ganze Länge durchgehenden und einem nur über einen Teil der Länge durchgehenden Schneckensteg;F i g. 3 shows a developed representation of a screw with a continuous screw over the entire length and a screw flight that is only part of the length;

Fig.4 und 5 zeigen Schnitte längs der Linien IV-IV und V-V von Fig.3;4 and 5 show sections along the lines IV-IV and V-V of Figure 3;

F i g. 6 zeigt in abgewickelter Darstellung eine Schnecke mit öffnungen in den Schneckenstegen;F i g. 6 shows a developed representation of a screw with openings in the screw flights;

F i g. 7, 8 und 9 zeigen im Längsschnitt durch die Schnecke verschiedene Ausführungsformen der öffnungen; F i g. 7, 8 and 9 show various embodiments of the openings in a longitudinal section through the screw;

Fig. 10 zeigt in abgewickelter Darstellung eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Schneckenstege mit öffnungen.Fig. 10 shows in a developed representation an embodiment of the screw flights according to the invention with openings.

F i g. 1 und 2 beziehen sich nicht auf die vorliegenden Ausführungsbeispiele, sondern dienen nur dazu, die Art der in den F i g. 3,6 und 10 verwendeten zeichnerischen Darstellung zu illustrieren. Diese ist so zu denken, daß von der (z. B. eingängigen) Schnecke gemäß F i g. 1 der gebildete Schneckenkanal abgewickeit und in der Ebene in gerader Linie ausgelegt wird (F i g. 2). Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei einer Drehung der Schnecke in Richtung des Pfeiles Λ (Fig. 1) die Schneckenkanäle und -stege sich in Richtung des Pfeiles B (F i g. 2) relativ zum Zylinder verschieben und daß die mit C bezeichneten schraffierten Flächen in F i g. 2 die beiden Schneckenstege eines einzigen Schneckenkanals darstellen. F i g. 1 and 2 do not relate to the present exemplary embodiments, but only serve to illustrate the type of the in FIGS. 3, 6 and 10 to illustrate the graphic representation used. This is to be thought of in such a way that from the (z. B. single-flight) screw according to FIG. 1 the screw channel formed is developed and laid out in the plane in a straight line (FIG. 2). It must be taken into account that when the screw is rotated in the direction of the arrow Λ (Fig. 1), the screw channels and webs move in the direction of the arrow B (Fig. 2) relative to the cylinder and that those marked with C hatched Areas in FIG. 2 show the two screw flights of a single screw channel.

Die in F i g. 3 in Abwicklung dargestellte Schnecke hat einen ersten Schneckensteg 10, der sich von einem Ende der Schnecke bis zum anderen erstreckt, und einen zweiten Schneckensteg 11, der nur über ein Zwischenstück der Gesamtlänge der Schnecke zusammen mit dem anderen Schneckensteg 10 zwei parallele Schnekkenkanäle 12 und 13 begrenzt.The in F i g. 3 screw shown in development has a first screw flight 10, which extends from a End of the screw extends to the other, and a second screw flight 11, which only has an intermediate piece the total length of the screw together with the other screw flight 10 two parallel screw channels 12 and 13 limited.

Fig.4 und 5 veranschaulichen den obenerwähnten Effekt, wonach sich der viskose oder weichere Teil des Gutes an den in Bewegungsrichtung nach vorne zeigenden Flächen der Schneckenstege 10 und 11 ansammelt.Figures 4 and 5 illustrate the above Effect, according to which the viscous or softer part of the goods is attached to the forward movement showing surfaces of the screw flights 10 and 11 accumulates.

Wie erwähnt, soll ein Übertreten oder ein Austausch des Gutes zwischen den benachbarten Schneckenkanälen 12 und 13 zum Zwecke einer Homogenisierung des Gutes erzielt werden.As mentioned, a step over or an exchange of the goods between the neighboring screw channels should be 12 and 13 can be achieved for the purpose of homogenizing the goods.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, sind deshalb in den Schneckenstegen 10 und 11 Öffnungen 14 vorgesehen, die den Materialfluß zwischen den benachbarten Schneckenkanälen 12 und 13 in Richtung der Pfeile X ermöglichen. Diese öffnungen 14 können verschiedene Formen aufweisen, wie z. B. flache, längliche Ausnehmungen (Fig.7), tiefe und schmale Ausnehmungen (F i g. 8) oder Bohrungen (F i g. 9). Wie man aus F i g. 6 deutlich erkennt, sind die Offnungen so angeordnet, daß sich niemals zwei Öffnungen in der Bewegungsrichtung der Schnecke hintereinander befinden (Pfeil B in F i g. 6), d. h., die öffnungen in benachbarten Schneckenstegen sind bezüglich dieser Richtung versetzt angeordnet. As can be seen from FIG. 6, openings 14 are therefore provided in the screw flights 10 and 11, which allow the flow of material between the adjacent screw channels 12 and 13 in the direction of the arrows X. These openings 14 can have various shapes, such as. B. flat, elongated recesses (Fig.7), deep and narrow recesses (Fig. 8) or holes (Fig. 9). As one can see from FIG. 6 clearly recognizes, the openings are arranged in such a way that there are never two openings one behind the other in the direction of movement of the screw (arrow B in FIG. 6), ie the openings in adjacent screw flights are offset with respect to this direction.

Der Austausch des Gutes durch die öffnungen wird dadurch unterstützt, daß sich die Querschnittsflächen der benachbarten Kanäle in der Nähe jeder öffnung oder jeder Gruppe von öffnungen verändern. Dies ist dadurch erreicht, daß man die Breite der Kanäle durch entsprechendes Ändern der Steigung eines oder mehrerer Schneckenstege (vgl. F i g. 10) ändert.The exchange of the goods through the openings is supported by the fact that the cross-sectional areas of the adjacent channels in the vicinity of each opening or each group of openings. This is achieved in that the width of the channels by changing the slope of an or accordingly several screw flights (see FIG. 10) changes.

Die Teile der Beschreibung, die über den Anspruchsin'nalt hinausgehen, sind nur erläuternder Art und nicht mit Gegenstand der Erfindung.The parts of the description that go beyond the scope of the claim are only of an explanatory nature and are not with subject matter of the invention.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Extrusion press for meltable or plasticizable substances, in particular plastics, with an in a hollow cylindrical housing rotatable, two or more-start screw conveyor, in Hen respectively adjacent screw webs openings for the passage of the conveyed material into the respective screw channel adjacent to the rear is out of alignment with respect to the direction of rotation of the screw are arranged, characterized in that that the width of the Schneckei.kanäle (12, 13) each over the length of sections in which each of the one or the other of the snail '5 bounding it webs (10 or 11) which have openings (14) through corresponding change in the slope of one or more screw flights (11) increases or decreases.