DE19518255C5 - Planetwalzenextruder - Google Patents
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Abstract
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
a) die Entgasungsöffnung im Anlaufring (10) an der Seite mündet, die der Gleitfläche der Planetenspindeln (4) gegenüberliegt.
b) mehrere Entgasungsöffnungen (11) gleichmäßig am Umfang des Anlaufringes (10) verteilt sind und
c) Entgasungsöffnungen (11) als Taschen in den Anlaufringen (10) eingeformt oder eingearbeitet sind.
a) die Entgasungsöffnung im Anlaufring (10) an der Seite mündet, die der Gleitfläche der Planetenspindeln (4) gegenüberliegt.
b) mehrere Entgasungsöffnungen (11) gleichmäßig am Umfang des Anlaufringes (10) verteilt sind und
c) Entgasungsöffnungen (11) als Taschen in den Anlaufringen (10) eingeformt oder eingearbeitet sind.
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. Dazu sind 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 Extrudem 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 und7 und an beiden Enden Flansche. An den einander berührenden Enden sind die Flansche mit 8 bezeichnet und miteinander verschraubt. Innen sind die Hülsen6 und7 mit Gewindehülsen14 versehen. Die Gewindehülsen14 besitzen eine Innenverzahnung und kämmen mit Planetenspindeln4 . Die Planetenspindeln stehen im Eingriff mit einer Zentralspindel3 und laufen zugleich um diese Zentralspindel 3 um. Die Zentralspindel3 ist dementsprechend außen verzahnt. Im Ausführungsbeispiel ist die Zentralspindel3 hohl ausgebil det und mit einer Gewindestange5 versehen. Die Gewindestange5 bewirkt die kraft- und formschlüssige Kopplung mit dem nicht dargestellten Getriebemotor des Planetwalzenextruders. - Die Hülsen
6 und7 besitzen innen Kanäle15 , durch die im Betriebsfall ein flüssiges Medium zum Zwecke der Beheizung und/oder Verkühlung durchströmt. - Zwischen den Flanschen
8 ist ein Anlaufring10 eingespannt. Der Anlaufring10 bildet ein Widerlager für die Planetenspindeln4 des Abschnittes1 . Die umlaufenden Planetenspindeln4 gleiten an dem Anlaufring10 . Zu dem Abschnitt2 gehört ein Anlaufring13 , der zugleich eine Stauscheibe bildet. Die Funktion als Stauscheibe entsteht durch entsprechende Wahl des Innendurchmessers des Anlaufringes13 . D. h. der Innendurchmesser ist so gewählt, daß plastifiziertes Kunststoffmaterial nur unter erheblichem Druck den vom Anlaufring13 offengelassenen Austrittsraum durchdringen kann. - Der Innendurchmesser des Anlaufringes
10 ist gleichermaßen gewählt. - Der Anlaufring
13 dient als Widerlager für die Planetenspindeln4 des Abschnittes2 . - Im Anlaufring
10 sind Entgasungsöffnungen11 vorgesehen. Die Entgasungsöffnungen11 werden durch Bohrungen gebildet, die in die dem Abschnitt2 zugewandten Stirnfläche des Anlaufringes10 münden. Zugleich münden die Bohrungen11 in eingefräste Langlöcher16 . Im Ausführungsbeispiel sind8 Bohrungen von einem Durchmesser von 8 mm vorgesehen und gleichmäßig am Umfang verteilt. Das gleiche gilt für die Langlöcher16 , die die Form von Taschen bilden. Alle Bohrungen1 münden in eine gemeinsame Saugleitung12 , an der ein Unterdruck anlegt. 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 (3)
- 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 a) die Entgasungsöffnung im Anlaufring (
10 ) an der Seite mündet, die der Gleitfläche der Planetenspindeln (4 ) gegenüberliegt. b) mehrere Entgasungsöffnungen (11 ) gleichmäßig am Umfang des Anlaufringes (10 ) verteilt sind und c) Entgasungsöffnungen (11 ) als Taschen in den Anlaufringen (10 ) eingeformt oder eingearbeitet sind. - Planetwalzenextruder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bohrungen (
11 ) als Entgasungsöffnungen, die in eine gemeinsame Saugleitung (12 ) münden. - Planetwalzenextruder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, 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.
Priority Applications (1)
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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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DE19518255C2 DE19518255C2 (de) | 1999-06-10 |
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ID=7762247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19518255A Expired - Lifetime DE19518255C5 (de) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | Planetwalzenextruder |
Country Status (1)
Country | Link |
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- 1995-05-18 DE DE19518255A patent/DE19518255C5/de not_active Expired - Lifetime
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