DE19518255C2 - Planetwalzenextruder - Google Patents
PlanetwalzenextruderInfo
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- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/76—Venting, drying means; Degassing means
- B29C48/765—Venting, drying means; Degassing means in the extruder apparatus
- B29C48/766—Venting, drying means; Degassing means in the extruder apparatus in screw extruders
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- B29B7/00—Mixing; Kneading
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- B29C48/435—Sub-screws
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- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
Description
Die Erfindung betrifft einen Planetwalzenextruder, dessen Gehäuse sich aus mehreren
Abschnitten zusammensetzt, wobei zwischen zwei Abschnitten ein Anlaufring für die
Planetenspindeln des in Förderrichtung ersten Abschnittes vorgesehen ist und im Bereich des
Anlaufringes eine Entgasung vorgesehen ist.
Extruder finden insbesondere zur
Kunststoffverarbeitung Anwendung. Dabei wird der Kunststoff in der Regel in Form eines
Granulates eingesetzt und durch den Extruder plastifiziert und in eine Düse ausgetragen, die
den plastifizierten Kunststoff in eine gewünschte Form bringt.
Über das Plastifizieren hinaus ist Aufgabe des Extruders, die Schmelze zu homogenisieren.
Zumeist müssen Additive und Zuschläge verarbeitet werden. Auch das kann im Extruder
erfolgen. In diesem Fall hat der Extruder die Aufgabe, Zuschläge und Additive gleichmäßig zu
verteilen.
Weitere Aufgaben sind gleichmäßige Materialbeanspruchung bei geringer Scherung,
Selbstreinigung beim Materialwechsel.
Extruder kommen in verschiedenen Bauformen vor. Bekannt sind Einschneckenextruder,
Doppelschneckenextruder und Planetwalzenextruder.
Planetwalzenextruder haben im Verhältnis zu den anderen genannten Extrudern eine extrem
große Plastifizierungswirkung. Dies eröffnet die Möglichkeit, Rohstoffe zu bearbeiten, die in
den anderen Extrudern gar nicht oder nur mangelhaft einsetzbar sind. Planetwalzenextruder
können aber auch genutzt werden, um die Produktionsleistung erheblich zu erhöhen.
Planetwalzenextruder haben mit anderen Extrudern gemeinsam, daß in der Schmelze
unerwünschte gasförmige Bestandteile auftreten können. Dabei kann es sich um Bestandteile
handeln, die von Anfang an unerwünscht waren. Solche Bestandteile sind z. B. Wasser. Einige
Thermoplast- bzw. Füllstoffe nehmen Wasser auf Entweder müssen diese Thermoplast- oder
Füllstoffe vorgetrocknet werden oder aber der im Extruder entstehende Dampf muß abgezogen
werden, entgast werden.
Gasförmige Bestandteile, die am Anfang erwünscht und im weiteren Extrusionsprozeß
unerwünscht sind, können Lösungsmittel, Reaktionsbeschleuniger oder Reaktionsinhibitoren
bzw. inerte Gase sein. Soweit kein vollständiger chemischer Umsatz dieser Gase erfolgt,
verbleiben Rückstände mit monomeren, oligomeren Abbauprodukten und
Zersetzungsprodukten.
Die flüchtigen Bestandteile in der Schmelze betragen häufig mehr als 3 bis 4 Gew.-% und
dürfen im extrudierten Polymere meist nicht über 0,2% liegen. Es gibt verschiedene Gründe,
die zur Entgasung zwingen. Dazu gehören:
- - Verbesserung der Produktqualität, Vermeidung gesundheitlicher Schädigung
- - Verringern der Kosten
- - Verhindern eines chemischen Abbaus
- - Durchführung weiterer Verfahrensschritte
Zum Entgasen werden unterschiedliche Geräte angeboten. In der heutigen Zeit bemüht man
sich, die Entgasung am Extruder vorzunehmen. Zunächst wird dazu am Extruder eine
Entgasungszone definiert. Zum Beispiel hat ein Extruder hintereinander folgende Zonen:
Einzugszone, Kompressionszone, erste Plastifizierungs- und Homogenisierungszone,
Dekompressionszone, Entgasungszone, Kompressionszone, zweite Plastifizierungs- und
Homogenisierungszone, Ventil und Werkzeug. D. h. die Entgasungszone wird dort hingelegt,
wo Homogenisierung und Dispergierung nicht gestört werden. Die Entgasung findet dann in
der Weise statt, daß der Mantel des Extruders mit einer geeigneten Öffnung versehen und eine
Saugleitung angeschlossen wird.
Im Betrieb zeigt sich, daß die Entgasungszone eine relativ sensible Zone ist. Hier gilt es, eine
möglichst optimale Trennung von Gas und Schmelze zu erreichen. Die Erfindung hat sich die
Aufgabe gestellt, eine bessere Entgasung gegenüber bekannten Planetwalzenextrudern
herbeizuführen.
Ein Planetwalzenextruder aus Abschnitten mit einer Entgasung am Anlaufring ist bereits in
der DE 25 21 774 A1 vorgeschlagen worden.
Der Anlaufring dient der Positionierung der zum Planetwalzenextruder gehörenden
Planetenspindeln. Die Planetenspindeln laufen um die
Zentralspindel wie Planeten um und kämmen dabei mit einer Innenverzahnung des
dazugehörenden Gehäuseabschnittes.
Die Zentralspindel ist in axialer Richtung fest angeordnet und wird mittels eines Getriebes
angetrieben. Die Planetenspindeln sind dagegen in axialer Richtung nur durch den Anlaufring
daran gehindert, aus dem Zwischenraum zwischen Innenverzahnung und Zentralspindel
herauszulaufen. Der Anlaufring umgibt die Zentralspindel in einem für den Materialdurchtritt
ausreichenden Abstand. Zugleich ist die Dicke des Anlaufringes so gewählt, daß die
Planetenspindeln sicher an dem Ring entlanggleiten.
Nach der Erfindung ist die Länge der Abschnitte so gewählt, daß sich ein Anlaufring zwischen
zwei Abschnitten in einem für eine Entgasung geeigneten Bereich des Extruders befindet.
Zugleich ist der Anlaufring als Entgasungseinrichtung ausgebildet. Vorzugsweise sind dazu am
Umfang des Anlaufringes eine Anzahl von Öffnungen vorgesehen, die in eine gemeinsame
Saugleitung münden.
Günstig ist, die Öffnungen an der unbelasteten Seite des Anlaufringes anzuordnen. Belastet ist
die Seite des Anlaufringes, an der die Planetenspindeln entlanggleiten. In diesem Sinne ist die
gegenüberliegende Seite des Anlaufringes besonders vorteilhaft für die Entgasung.
Günstig wirkt sich auf die Entgasung auch aus, wenn die Öffnungen sich an der Ringoberfläche
zu Taschen erweitern. Die Taschen können Längslöcher sein, die eingearbeitet oder eingeformt
werden.
Die Anzahl der Öffnungen beträgt an einem 150er Extruder (mit 150 ist der
Teilkreisdurchmesser der Gehäuseinnenverzahnung in mm bezeichnet) 6 bis 10. Die Bohrungen
haben einen Durchmesser von max. 10 mm vor der Erweiterung zu Taschen.
Bei anderen Extrudern werden die Verhältnisse übertragen. Dies geschieht unter
entsprechender Erhöhung oder Verringerung der Anzahl Bohrungen.
Im übrigen ist der Innendurchmesser des Anlaufringes in Abhängigkeit von dem Durchmesser
der Zentralspindel und der Planeten gewählt. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser des
Anlaufringes kleiner oder gleich dem Durchmesser des Teilkreises der Zentralspindel plus dem
Teilkreisdurchmesser einer Planetenspindel plus 20%.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
In der Zeichnung sind mit 1 und 2 zwei Gehäuseabschnitte eines erfindungsgemäßen
Planetwalzenextruders bezeichnet. Beide Gehäuseabschnitte besitzen Hülsen 6 und 7 und an
beiden Enden Flansche. An den einander berührenden Enden sind die Flansche mit 8 bezeichnet
und miteinander verschraubt. Innen sind die Hülsen 6 und 7 mit Gewindehülsen 14 versehen.
Die Gewindehülsen 14 besitzen eine Innenverzahnung und kämmen mit Planetenspindeln 4.
Die Planetenspindeln stehen im Eingriff mit einer Zentralspindel 3 und laufen zugleich um diese
Zentralspindel 3 um. Die Zentralspindel 3 ist dementsprechend außen verzahnt. Im
Ausführungsbeispiel ist die Zentralspindel 3 hohl ausgebildet und mit einer Gewindestange 5
versehen. Die Gewindestange 5 bewirkt die kraft- und formschlüssige Kopplung mit dem nicht
dargestellten Getriebemotor des Planetwalzenextruders.
Die Hülsen 6 und 7 besitzen innen Kanäle 15, durch die im Betriebsfall ein flüssiges Medium
zum Zwecke der Beheizung und/oder Verkühlung durchströmt.
Zwischen den Flanschen 8 ist ein Anlaufring 10 eingespannt. Der Anlaufring 10 bildet ein
Widerlager für die Planetenspindeln 4 des Abschnittes 1. Die umlaufenden Planetenspindeln 4
gleiten an dem Anlaufring 10. Zu dem Abschnitt 2 gehört ein Anlaufring 13, der zugleich eine
Stauscheibe bildet. Die Funktion als Stauscheibe entsteht durch entsprechende Wahl des
Innendurchmessers des Anlaufringes 13. D. h. der Innendurchmesser ist so gewählt, daß
plastifiziertes Kunststoffmaterial nur unter erheblichem Druck den vom Anlaufring 13
offengelassenen Austrittsraum durchdringen kann.
Der Innendurchmesser des Anlaufringes 10 ist gleichermaßen gewählt.
Der Anlaufring 13 dient als Widerlager für die Planetenspindeln 4 des Abschnittes 2.
Im Anlaufring 10 sind Entgasungsöffnungen 11 vorgesehen. Die Entgasungsöffnungen 11
werden durch Bohrungen gebildet, die in die dem Abschnitt 2 zugewandten Stirnfläche des
Anlaufringes 10 münden. Zugleich münden die Bohrungen 11 in eingefräste Langlöcher 16. Im
Ausführungsbeispiel sind 8 Bohrungen von einem Durchmesser von 8 mm vorgesehen und
gleichmäßig am Umfang verteilt. Das gleiche gilt für die Langlöcher 16, die die Form von
Taschen bilden. Alle Bohrungen 11 münden in eine gemeinsame Saugleitung 12, an der ein
Unterdruck anliegt. Der Unterdruck beträgt 0,3 bar, so daß ein absoluter Druck von 0,7 bar
anliegt.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung des Anlaufringes 10 als Entgasungsteil erübrigt sich
die in anderen Planetwalzenextrudern vorgesehene Verwendung eines Entgasungszylinders,
der ein erhebliches Bauteil bildet. Der erfindungsgemäße Planetwalzenextruder baut dadurch
wesentlich kürzer. Zugleich ergibt sich eine vorteilhafte Entgasungszone.
Claims (5)
1. Planetwalzenextruder, dessen Gehäuse sich aus mehreren Abschnitten zusammensetzt,
wobei zwischen zwei Abschnitten ein Anlaufring für die Planetenspindeln des in
Förderrichtung ersten Abschnittes vorgesehen ist und im Bereich des Anlaufringes eine
Entgasung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungsöffnung im
Anlaufring (10) an der Seite mündet, die der Gleitfläche der Planetenspindeln (4)
gegenüberliegt.
2. Planetwalzenextruder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere
Entgasungsöffnungen (4), die gleichmäßig am Umfang des Anlaufringes (10) verteilt sind.
3. Planetwalzenextruder nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Bohrungen (11) als
Entgasungsöffnungen, die in eine gemeinsame Saugleitung (12) münden.
4. Planetwalzenextruder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei
einem Teilkreisdurchmesser von 150 mm 6 bis 10 Bohrungen (11) vorgesehen sind und
die Anzahl der Bohrungen bei anderen Teilkreisdurchmessern proportional größer oder
kleiner ist.
5. Planetwalzenextruder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Entgasungsöffnungen (11) als Taschen in den Anlaufringen (10) eingeformt oder
eingearbeitet sind.
Priority Applications (1)
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DE19518255A DE19518255C5 (de) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | Planetwalzenextruder |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19518255A DE19518255C5 (de) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | Planetwalzenextruder |
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Family
ID=7762247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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DE19939073A1 (de) | 1999-08-18 | 2001-02-22 | Beiersdorf Ag | Verfahren zur kontinuierlichen, lösungsmittel- und mastikationsfreien Herstellung von druckempfindlichen Selbstklebemassen auf Basis von nicht-thermoplastischen Elastomeren sowie deren Beschichtung zur Herstellung von selbstklebenden Artikeln |
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DE3835412A1 (de) * | 1988-04-29 | 1989-11-09 | Brillant Dresden | Einrichtung zur entgasung von formmassen |
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1995
- 1995-05-18 DE DE19518255A patent/DE19518255C5/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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