DE1956459A1 - Extrusion press for the processing of thermo - plastic or non-interlaced elastomer materi - Google Patents
Extrusion press for the processing of thermo - plastic or non-interlaced elastomer materiInfo
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Abstract
Description
Strangpresse zum Verarbeiten plastischer Massen Die Erfindung bezieht sich auf eine Strangpresse zum Verarbeiten plastischer, insbesondere thermoplastischer oder nicht vernetzter elastomerer Massen. In jeder derartigen Strangpresse treten in dem zu dem aus formenden Spritzwerkzeug führenden Kanal verschiedene Uflgleichmäligkeiten auf. In erster Linie handelt es sich um Temperaturfehler, wobei es sich um zeitlich schwankende Temperaturen - die sogenannten axialen Temperaturfehler - und um über den Kanaiquerschnitt unterschiedliche Temperaturen - die sogenannten radialen Temperaturfehler - handeln kann. In sehr langen Verteilerkanälen tritt dazu ein von der Länge des Kanals abhängiger Grenzschichtfehler auf, der sich je nach Spritzkopfart sehr störend bemerkbar machen kann. Er ergibt sich daraus, daß das an den Kanalwandungen haftende Material sehr viel langsamer fließt als das im Zentrum des Kanals vorwärtsbewegte Material, und daß das Grenzschichtmaterial sich durch die längere Verweilzeit in seiner Struktur hinsichtlich der Viskosität und des Fortschreitens des chemischen Abbaues gegenüber dem Frischmaterial verändert. Dies macht sich besonders ausgeprägt bemerk bar, wenn nach einer über eine größere Wegstrecke führenden Trennung zweier Kanäle diese an einer Fließschneide wieder zusammengeführt werden, wobei an dieser Stelle ausschließlich verändertes Grenzschichtmaterial zusammentrifft. Die Fehler machen sich beispielsweise dann besonders deutlich bemerkbar, wenn ein Farbwechsel durchgeführt wird, da dann oftmals über eine halbe Stunde und länger bei voller Produktionsleistung die Fließschneiden als Farbstreifen in der zuvor gefahrenen Farbmischung sichtbar bleiben. Neben dieser rein optischen Fehlstelle bedeutet das Grenzschichtmaterial zumeist eine empfindliche Pehlerstellein den Maßtoleranzen des Fertigproduktes, beispielsweise bei Folien. Extrusion press for processing plastic masses The invention relates on an extruder for processing plastic, especially thermoplastic or non-crosslinked elastomeric compositions. Step into any such extruder in the channel leading to the injection mold to be formed there are various Ufl evenness on. First and foremost, these are temperature errors, which are temporal fluctuating temperatures - the so-called axial temperature errors - and by about the channel cross-section different temperatures - the so-called radial temperature errors - can act. In very long distribution channels, this occurs with the length of the Channel-dependent boundary layer defect, which is very disturbing depending on the type of spray head can make noticeable. It results from the fact that it adheres to the duct walls Material flows much more slowly than what is moving forward in the center of the channel Material, and that the boundary layer material is due to the longer residence time in its structure in terms of viscosity and the progress of the chemical Degradation compared to the fresh material changed. This is particularly pronounced noticeable if after a separation of two over a longer distance Channels these are brought together again at a flow cutting edge, with this Place only changed boundary layer material comes together. The mistakes are particularly noticeable, for example, when there is a color change carried out is because then often over half an hour and longer at full production output the flow cutting as colored stripes in the previously remain visible when the color mixture is driven. In addition to this purely visual flaw the boundary layer material usually means a sensitive defect in the dimensional tolerances of the finished product, for example in the case of foils.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zum Einmischen des Grenzschichtmaterials in den Nasse strang zu schaffen, um eine Vergleichmäßigung des der Verbrauchsstelle zugeführten plastischen Materials zu erreichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Zuführungskanal zum VerarbeitElngswerkzeug eine Mischeinrichtung zum Einmischen der Grenzschichten in den Massestrang eingeschaltet ist, die aus einem sich über den Querschnitt des Zuführungskanals erstrekkenden Körper besteht, der zwei Kanäle aufweist, deren Eintrittsöffnungen nebeneinander auf Je einer Seite einer ersten axialen Mittelebene des Zuführungskanals gebildet sind und die durch entgegengesetzt zueinander abgeschrägte Auflaufflächen in die Räume beiderseits einer zur ersten axialen Mittelebene senkrechten zweiten axialen Mittelebene geführt und dort durch eine Zwischenwand getrennt sind und daß die die einzumischenden Grenzschichten führenden Kanalwände an der Austrittsseite je eine schräg zur zweiten axialen Nittelebene verlaufende Ablaufkante aufweisen.The object of the invention is to provide a way of mixing in of the boundary layer material in the wet strand to create a uniformity of the plastic material fed to the point of consumption. This task is achieved according to the invention in that in the feed channel to the processing longitudinal tool switched on a mixing device for mixing the boundary layers into the mass strand is that from a extending over the cross section of the feed channel Body consists of two channels, the inlet openings of which are next to each other Formed on each side of a first axial center plane of the feed channel are and which by oppositely sloping ramp surfaces in the Spaces on both sides of a second axial plane perpendicular to the first axial center plane Central plane out and separated there by a partition and that the One channel walls leading to the boundary layers to be mixed in on the outlet side have sloping edge to the second axial central plane.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die störende Beeinflussung der Eigenschaften des Fertigproduktes durch das urenzschichtmaterial darauf beruht, daß beispielsweise bei einem im Verhältnis zum Zuführungskanal waagerechten Düsenspalt das Grenzschichtmaterial der senkrechten Kanalwände immer an der gleichen Stelle am Düsenspalt eintrifft, so daß das extrudierte Erzeugnis an dieser Stelle ausschließlich aus Grenzschichtmaterial besteht. Durch die Erfindung werden nun die zu der ersten axialen Mittelebene parallelen Grenzschichten durch die schräge Anordnung der Ablaufkanten zur zweiten axialen Mittelebene im wesentlichen diagonal in den Massestrang eingemischt, wenn die beiden Mittelebenen zu den Kanalwänden senkrecht angeordnc ;und, wobei sie beidseitig von dem durch die beiden Kanäle geförderten Frischmaterial eingeschlossen werden. Da das Grenzschachtmaterial infolge dieser Verlagerung in den Massestrang nicht mehr stets an einer ganz bestimmten Stelle aus dem Düsenspalt austritt, sondern sich die einzelnen Teilchen der ursprünglichen Grenzschichten über den ganzen Düsenspalt verteilen, wird die Qualität des Produktes nicht mehr beeinträehtigt.The invention is based on the knowledge that the disturbing influence the properties of the finished product due to the urenz layer material is based on that for example in the case of a nozzle gap that is horizontal in relation to the feed channel the boundary layer material of the vertical channel walls always in the same place arrives at the nozzle gap, so that the extruded product exclusively at this point consists of boundary layer material. The invention now makes them the first axial center plane parallel boundary layers due to the inclined arrangement of the drainage edges mixed essentially diagonally into the mass strand to the second axial center plane, if the two central planes are arranged perpendicular to the duct walls; and, where they on both sides of that by the two Channels conveyed fresh material be included. Since the border manhole material as a result of this relocation in the mass strand no longer always at a very specific point from the nozzle gap emerges, but the individual particles of the original boundary layers Spread over the entire nozzle gap, the quality of the product is no longer impaired.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die einander zugekehrten Bodenflächen der beiden Kanäle beiderseits der Zwischenwand parallel und gekreuzt zueinander verlaufen und die die einzumischenden Grenzschichten führenden Kanalwände in Richtung zur ersten axialen Mittelebene gekrümmt sind und von einer quer oder schräg zur Bewegungsrichtung der Grenzschicht angeordneten Umlenkkante aus bis zu der schrägen Ablaufkante verlaufen. Indem die Kanalwand zunächst unter Beibehaltung der räumlichen Anordnung der Grenzschicht nach innen geführt wird und erst von der Umlenkkante aus wieder nach außen zu der schrägen Ablaufkante verläuft, wo die Grenzschicht in den Nasse strom eingemischt wird, wird ein strömungsungünstiger Winkelraum vermieden, der sich ergeben würde, wenn die die Grenzschicht führende Kanalwandung allmählich so verbunden würde, daß sie stetig ist zu der schrägen Ablaufkante verliefe, wo von unten die entsprechend verbundene Bodenfläche des anderen Kanals herangeführt würde. Da sich die Umlenkkante zweckmäßig unmittelbar im Bereich der ersten axialen Mittelebene senkrecht von der Bodenfläche des Kanals bis zur Kanaldecke erstreckt, ist ein derartiger strömungsungünstiger Winkelraum, der wiederum zu einer starken Verlangsamung eines Teiles des Massestromes und damit zu einer neuen Grenzschichtbildung führen würde, ausgeschlossen.In a further embodiment of the invention, it is advantageous if the facing bottom surfaces of the two channels on both sides of the partition run parallel and crossed to one another and the boundary layers to be mixed in leading channel walls are curved in the direction of the first axial center plane and of a deflecting edge arranged transversely or obliquely to the direction of movement of the boundary layer run up to the sloping edge. By first taking the canal wall underneath Maintaining the spatial arrangement of the boundary layer is guided inwards and only runs from the deflection edge outwards to the inclined run-off edge, where the boundary layer is mixed into the wet stream, a flow becomes less favorable Avoided angular space that would result if the boundary layer leading Channel wall would gradually be connected so that it is continuous to the sloping edge ran where from below the correspondingly connected floor surface of the other channel would be introduced. Since the deflecting edge is expediently located directly in the area of the first axial center plane perpendicular from the bottom surface of the duct to the duct ceiling extends, is such a flow-unfavorable angular space, which in turn leads to a strong deceleration of part of the mass flow and thus to a new boundary layer formation would lead, excluded.
Die schräge Ablaufkante kann durch die Schnittlinie zwischen einer in entgegengesetzter Richtung wie die zugehörige Auflauffläche gneigten ebenen Ablaufsahrägfläche des einen Kanals und der sich von der Umlenkkante des anderen Kanals bis zur Ablaufschrägfläche erstreckenden ebenen, die Grenzschicht führunden Kanalwandung gebildet sein. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß ebene Flächen sefräst werden können und das ganze Grenzschicht-Nischteil durch Fräsen aus dem Vollen gearbeitet werden kann. Bei einer anderen Ausgestaltung -können die die Grenzschicht führende Kanalwandung und die entgegengesetzt zur Auflaufschrägfläche geneigte Ablaufschrägfläche eines jeden Kanals vom Bereich der Umlenkkante verwunden bis zu einer sich diagonal über den ganzen Kanal erstreckenden geraden Ablaufschneide geführt sein. Diese Ausführungsform kann angewendet werden, wenn das Grenzschicht-Mischteil durch Gießen~hergestellt wird.The sloping edge can be cut through the line of intersection between a in the opposite direction to the associated run-up surface, the flat run-off surface inclined of the one channel and the one from the deflecting edge of the other channel up to the inclined drainage surface extending flat, the boundary layer leading to the channel wall be formed. These Execution has the advantage that flat surfaces can be milled and the whole thing Boundary layer niche part can be worked from the solid by milling. In another embodiment -can be the channel wall leading the boundary layer and the one opposite to the inclined run-up surface twisted inclined drainage inclined surface of each channel from the area of the deflection edge up to a straight cutting edge that extends diagonally across the entire canal be led. This embodiment can be applied when the boundary layer mixing part is made by casting ~.
Das erfindungsgemäße Grenzschicht-Mischteil wirkt nur um eine Hauptachse, was in den meisten Fällen bereits ausreichend ist.The boundary layer mixing part according to the invention acts only around a main axis, which is sufficient in most cases.
Sollen auch die Grenzschichten der zu der zweiten axialen Mittelebene parallelen Wandungen des Zuführungskanals in das Frischmaterial eingemischt werden, so ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein zweites erfindungsgemäßes Mischteil mit um 90 gedrehter Hauptachse vor dem Verarbeitungswerkzeug anzuordnen.Should also the boundary layers of the to the second axial center plane parallel walls of the feed channel are mixed into the fresh material, thus, in a further embodiment of the invention, there is a second mixing part according to the invention to be arranged with the main axis rotated by 90 in front of the processing tool.
Wenn mehrere erfindungsgemäße Grenzschicht-Nischteile, die dann gegebenenenfalls flacher gehalten sind, übereinander geschichtet werden, wobei zwischen den einzelnen Elementen dünne Zwischenwände vorgesehen und auch die Zwischenwand zwischen den beiden Kanälen å jedes Elementes dünn gehalten ist, wird zusätzlich zu der Einmischung der Grenzschicht noch eine wünschenswerte Vergleichmäßigung der Temperatur durch Wärmeaustausch nach dem Kreuzstrom-Wärmeaustauschprinzip erreicht.If several boundary layer niche parts according to the invention, then if necessary are kept flatter, are layered on top of each other, with between the individual Elements provided thin partitions and also the partition between the both channels å each element is kept thin, in addition to the interference the boundary layer still by a desirable equalization of the temperature Heat exchange achieved according to the cross-flow heat exchange principle.
Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert, in welcher zwei. Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen: Figur 1 eine erfindungsgemäße Mischeinrichtung, eingesetzt in den Zuführungskanal einer Strangpresse, in Draufsicht, Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Figur 1, Figur 3 eine perspektivische Ansicht der Mischeinrichtung nach den Figuren 1 und 2, im wesentlichen in Bewegungsrichtung des Strangmaterials, Figur 4 eine der Figur 3 entsprechende perspektivische Darstellung, jedoch im wesentlichen entgegen der Bewegungsrichtung des Strangmaterials, Figur 5 eine Stirnansicht des Mischteils in Richtung des Pfeiles V in Figur 1, Figur 6 eine Stirnansicht des Mischteils in Richtung des Pfeiles VI in Figur 1, Figur 7 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform entsprechend der Darstellung in Figur 4.The invention is illustrated in the following description with reference to the drawing explained in more detail in which two. Embodiments are shown. In the The drawings show: FIG. 1 a mixing device according to the invention, used in the feed channel of an extruder, in plan view, Figure 2 along a section the line II-II of Figure 1, Figure 3 is a perspective view the mixing device according to Figures 1 and 2, essentially in the direction of movement of the strand material, FIG. 4 a perspective illustration corresponding to FIG. 3, but essentially against the direction of movement of the strand material, FIG 5 shows an end view of the mixing part in the direction of arrow V in FIG. 1, FIG. 6 an end view of the mixing part in the direction of arrow VI in Figure 1, Figure 7 a perspective view of a second embodiment corresponding to FIG Representation in Figure 4.
In den Zuführungskanal 1 ist mittels einer entsprechenden Ausnehmung des Kanalgehäuses die Mischeinrichtung 2 eingesetzt. Sie Besteht aus einem Metallkörper, der an der Einlaufseite beiderseits der Mittelebene A-A je eine Kanal ffnung aufweist, wie insbesondere die Fig. 3 zeigt. Die Einlautöffnungen erstrecken sich am vorderen Ende des Mischteiles 2 über die ganze Höhe des Kanals 1. Die Kanäle vermünzen sith durch die in entgegengesetzter Richtung abgeschrägten Auflaufschrägflächen 3 und 4, wie wiederum die Fig. 3 am besten erkennen läßt, bis jeder Kanal sich schließlich ausschließlich oberhalb oder unterhalt der auf der Mittelebene A-A senkrecht stehenden horizontalen Mittelebene B-B befindet. Die Kanäle werden, wie vor allem die Fig. 1 erkennen läßt, in dem mittleren Bereich, in welchem sie durch eine Zwischenwand 5 voneinander getrennt sind, mit ihren einander zugekehrten Bodenflächen gekreuzt aneinander vorbeigeführt und münden dann wieder in den Zuführungskanal 1.In the feed channel 1 is by means of a corresponding recess of the duct housing, the mixing device 2 is used. It consists of a metal body, which has a channel opening on both sides of the center plane A-A on the inlet side, as especially FIG. 3 shows. The inlet openings extend at the front End of the mixing part 2 over the entire height of the channel 1. The channels coin sith by the inclined run-up surfaces 3 and, which are inclined in the opposite direction 4, as again best seen in FIG. 3, until each channel finally closes exclusively above or below those standing vertically on the center plane A-A horizontal center plane B-B is located. The canals, as especially Fig. 1 can be seen in the central area, in which it is through a partition 5 are separated from each other, with their bottom surfaces facing each other crossed guided past one another and then open again into the feed channel 1.
Bei jedem der beiden Kanäle ist die die Grenzschicht führende senkrechte äußere Wandung gekrümmt und bis zur senkrechten Mittelebene A-A geführt. Im Bereich dieser Mittelebene sind senkrechte Umlenkkanten 6 und 7 vorgesehen. Diese Umlenkkanten sind durch ebene, in senkrechten Ebenen verlaufende Anfräsungen 8 und 9 gebildet, die zusammen mit den in entgegengesetzter Richtung wie die Au£laufschrägflächen 3 und 4 geneigten Ablaufschrägflächen lo und 11 eines jeden Kanals Ablaufschneiden 12 und 13 bilden, die schräg zur Mittelebene B-B und damit auch schräg zur Mittelebene A-A angeordnet sind und an denen sich die beiden durch die beiden Kanäle geführten Masse-Teil ströme wieder miteinander vereinigen.In each of the two channels, the one leading to the boundary layer is perpendicular curved outer wall and guided up to the vertical center plane A-A. In the area This center plane vertical deflection edges 6 and 7 are provided. These deflection edges are formed by flat millings 8 and 9 running in vertical planes, which together with those in the opposite direction as the outer beveled surfaces 3 and 4 inclined drainage inclined surfaces lo and 11 of each channel drain cutting 12 and 13 form the oblique to the central plane B-B and thus also obliquely to the central plane A-A are arranged and at which the two guided through the two channels Mass part flows to reunite with each other.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß der vor dem Durchströmen des Mischteiles in der Abbildung rechts dargestellte Teilstrom durch den in der Abbildung oberen Kanal geführt wird.From Fig. 4 it can be seen that the before the flow through the mixing part Partial flow shown in the illustration on the right through the upper one in the illustration Channel is guided.
Dabei schiebt sich die Grenzschicht an der rechten Seitenwand des Zuführungskanals zusammen, wenn der Teil strom sich über die Auflaufschrägfläche 3 bewegt. Diese sich entlang der Kanalwandung bewegende Grenzschicht wird nun an der senkrechten Kante 6 auf die ebene senkrechte Fläche 8 abgegeben, wo die Grenzschicht an der Schneide 12 durch den aus dem unteren Kanal austretenden Masse-Teilstrom mitgenommen wird, derart, daß von senkrecht übereinander liegenden Grennschichtteilchen die untersten zuerst und nahe der Mitte des Kanals 1 und die obersten zuletzt nahe der in der Zeichnung rechten oberen Kanal ecke abgegeben werden. Sobald die Grenzschichteilchen an der Ablaufschneide in den nun wieder vereinigten Massestrom abgegeben worden sind, bewegen sie sich wieder ausschließlich in Längsrichtung des Kanals 1. Die ursprünglich an der rechten Kanalwand vorhanden gewesene Grenzschicht wird also diagonal zwischen die obere rechte Innenkante des Zuführungskanals 1 und die Kanalmitte eingelagert, während analog die an der linken Wand des Zuführungskanals vorhanden gewesene Grenzschicht in den Bereich zwischen der linken unteren Kante und der Kanalmitte verlagert wird.The boundary layer moves on the right side wall of the Feed channel together when the part of the current flows over the inclined surface 3 moves. This boundary layer moving along the canal wall is now on the vertical edge 6 delivered to the flat vertical surface 8, where the boundary layer at the cutting edge 12 by the partial mass flow emerging from the lower channel is entrained in such a way that of boundary layer particles lying vertically one above the other the lowest first and near the center of channel 1 and the uppermost last near the upper right-hand corner of the sewer in the drawing. As soon as the boundary layer particles at the discharge cutting edge in the now reunited mass flow are, they move again exclusively in the longitudinal direction of the channel 1. The The boundary layer that was originally present on the right canal wall becomes diagonally between the upper right inner edge of the feed channel 1 and the center of the channel stored, while analogous to the one on the left wall of the feed channel available existing boundary layer in the area between the lower left edge and the middle of the channel is relocated.
In der bereits eingangs geschilderten Weise wird durch diese diagonale Verteilung des Grenzschichtmaterials über den gesamten Kanalquerschnitt die gewünschte großflächige Uberlagerung des Grenzschichtmaterials mit dem Frischmaterial gewährleistet und der nachteilige Einfluß des Grenzschichtmaterials bei dem nachfolgenden Verarbeitungswerkzeug vergleichmäßigt.In the manner already described above, this diagonal Distribution of the boundary layer material over the entire channel cross-section the desired large-area superimposition of the boundary layer material with the fresh material guaranteed and the adverse influence of the interface material on the subsequent processing tool equalized.
Die in den Fig. 1 bis 6 dargestellte Ausführungsform des Mischteils ist herstellungstechnisch zweckmäßig; es sind aber auch zahlreiche andere Busführungsformen denkbar.The embodiment of the mixing part shown in FIGS is expedient in terms of production technology; but there are also numerous other forms of bus guiding conceivable.
Eine derartige Ausfiibrungsform ist in Fig. 7 dargestellt.Such an embodiment is shown in FIG.
Wie aus Fig. 7 hervorgeht, liegen hier die Ablaufschneiden 12, 13 in einer quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Diagonalen. Die Fläche 8 führt von der senkrecht stehenden Kante 6 verwunden über auf die diagonale Schneide 12. Ebenso verwunden führen die anderen zu den Schneiden 12 bzw. 13 führenden Flächen io bzw. 11 von den horizontalen Kanalboden zu den Diagonal-Schneiden 12, 13. Das Mischteil nach Fig. 7 ist in der Praxis nur für eine gießtechnische Herstellung geeignet, während das Mischteil nach den Fig. 1 bis 6 gefräst werden kann. Die vorstehend beschriebenen Mischteile können statt aus Metall auch aus wärmebeständigem Kunststoff z. 3. Polytetrafluoräthylen bestehen.As can be seen from FIG. 7, the discharge cutting edges 12, 13 are located here in a diagonal running transversely to the direction of flow. The area 8 leads twisted from the vertical edge 6 over onto the diagonal cutting edge 12. The other surfaces leading to the cutting edges 12 and 13 are also twisted io or 11 from the horizontal channel bottom to the diagonal cutting 12, 13. Das In practice, the mixing part according to FIG. 7 is only used for production by casting suitable, while the mixing part according to FIGS. 1 to 6 can be milled. The above Mixing parts described can also be made of heat-resistant plastic instead of metal z. 3. Polytetrafluoroethylene exist.
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1969
- 1969-11-10 DE DE19691956459 patent/DE1956459A1/en active Pending
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