DE19647909A1 - Zweistufige Extrusionsanlage und Verfahren zum Extrudieren von Kautschukmischungen und Kunststoffen - Google Patents
Zweistufige Extrusionsanlage und Verfahren zum Extrudieren von Kautschukmischungen und KunststoffenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine zweistufige Extrusionsanla
ge und ein Verfahren zum Extrudieren von Kautschukmi
schungen und Kunststoffen mit einer zwischen den beiden
Stufen angeordneten Evakuierungsvorrichtung.
Aus Kautschukmischungen und Kunststoffen hergestellte
strangförmige Produkte müssen in den meisten Anwen
dungsfällen poren- und blasenfrei hergestellt sein.
Derartige strangförmige Produkte werden in Extrusions
anlagen erzeugt. Die Bearbeitung von Kautschukmischun
gen und Kunststoffen in Extrusionsanlagen bringt es mit
sich, daß beim Einzug des zu extrudierenden Materials
Luft mit in den Extruder eingezogen wird, die Bearbei
tung in Schneckenextrudern bringt es weiter mit sich,
daß das zu extrudierende Material während des Durchgan
ges durch diese Schneckenextruder stark erwärmt wird,
oft so stark, daß das zu extrudierende Material anfängt
zu gasen. Die eingezogene Luft und das sich bildende
Gas gelangen als Poren oder Blasen in das extrudierte
Produkt und machen dieses wertlos oder führen zu star
ker Qualitätsminderung.
Häufig soll auch eingemischtes Treibmittel bei einer
bestimmten Temperatur gasen, z. B. bei der Herstellung
von Moosgummi und ähnlichen Produkten. Dabei müssen den
Mischungen vorher alle unkontrolliert gasenden Stoffe
bei maximal zulässiger Temperatur in Vakuumextrudern
entzogen werden.
Zur Vermeidung dieses Nachteils hat man Extrusionsan
lagen entwickelt, bei denen zwischen einer dem Ein
gangsbereich nachgeschalteten Bearbeitungszone, in der
das zu extrudierende Material plastifiziert und aufge
schlossen wird, und dem Endbereich, in welchem der für
die Extrusion notwendige Druck aufgebaut wird, eine
Evakuierungszone zum Absaugen von Luft und Gas angeord
net ist. In einfachen Ausführungen ist diese Evakuie
rungszone etwa in der Mitte eines Schneckenextruders
angeordnet, indem eine sogenannte Riffelzone angeordnet
und der Schneckenkerndurchmesser zwecks Druckaufbau vor
der Riffelzone erheblich verringert ist und der Extru
derzylinder in dieser Zone mit einem Anschluß für eine
Vakuumpumpe versehen ist. Aufwendigere Extrusionsanla
gen sind zweistufig aufgebaut, indem zwei Schneckenex
truder hintereinander geschaltet sind und zwischen
diesen ein Raum angeordnet ist, der an die Vakuumpumpe
angeschlossen ist (DE 22 55 473). Diese aufwendigeren
Anlagen setzt man dort ein, wo es aus Gründen der
Durchsatzmenge und/oder der Temperaturführung erforder
lich ist. Die Anschaffung derartiger zweistufiger Ex
trusionsanlagen ist mit erheblichen Kosten verbunden,
ihr Betrieb ist energieaufwendig und teuer.
In der Extrusionstechnik werden oftmals Strainer in
Anwendung gebracht, Siebe, welche nach dem Plastifizie
ren und Aufschließen des zu extrudierenden Materiales
in diesem noch befindliche Fremdkörper und unaufge
schlossene Teile zurückhalten, bevor diese Masse extru
diert wird. Diese Strainer werden üblicherweise am Ende
des Weges angeordnet, den die zu extrudierende Masse in
der Extrusionsanlage nimmt, also vor oder im Spritz
kopf.
Neben den Schneckenextrudern sind auch Zahnradpumpenex
truder z. B. aus der DE-A-3 45 406 bekannt geworden. Doch
haben diese, obwohl sie mehr als sieben Jahrzehnte be
kannt sind, praktisch keinen Eingang in die Extrusions
technik gefunden. In diesen Extrudern finden die Vor
gänge des Mischens, Plastifizierens und Aufschließens
sowie die des Aufbaues des Extrusionsdruckes auf klein
stem Raum statt, der nur das von den Zahnlücken der
Zahnrades eingenommene Volumen aufweist und nur über
die Drehzahl beeinflußbar ist. Des weiteren weisen die
bisher bekannten Konstruktionen Fütter- und Einzugs
probleme auf. Vielleicht lag es daran, daß die Fachwelt
diese Art von Extrudern deshalb nicht für praktisch
einsatzfähig hielt.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der
Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, in einfacher
Weise und mit einfachen Mitteln eine kostengünstiger
anzuschaffende und zu betreibende zweistufige Extru
sionsanlage zu schaffen.
Die Erfindung besteht darin, daß man als erste Extrusi
onsstufe einen Zahnradextruder verwendet, daß man als
zweite Extrusionsstufe einen Schneckenextruder verwen
det, daß man am Ende oder unmittelbar hinter der ersten
Extrusionsstufe das Extrudat strainert, fein zerteilt
und/oder aufspaltet und dieses fein zerteilte und/oder
aufgespaltene Extrudat beim Übergang in die zweite
Extrusionsstufe in einen Raum treten läßt, der an eine
Vakuumpumpe angeschlossen ist.
Auf diese Weise gelingt es, in einfacher Weise in der
ersten gegenüber einem Schneckenextruder viel weniger
aufwendigen und energiegünstiger arbeitenden Stufe das
Extrudat unter geringer Temperaturbeastung so unter
Druck zu setzen, daß man es fein zerteilen kann, um es
zu entgasen und zu entlüften. Die zweite Stufe dient
dann der finalen Behandlung des Extrudates. Die in der
ersten Stufe verwendete Zahnradpumpe macht die ganze
Anlage flexibler und schneller an die Bedürfnisse der
Verarbeitung unterschiedlicher Mischungen und an die
Bedürfnisse des nachfolgenden Schneckenextruders an
paßbar.
Von besonderem Vorteil ist es, daß man mit der Feinzer
teilung und Aufspaltung unmittelbar hinter dem
Zahnradpaar beginnt.
Zwei Möglichkeiten eröffnen sich hier für die Behand
lung des zu extrudierenden Materiales:
Die eine besteht darin, daß man das gestrainerte, fein zerteilte oder aufgespaltene Extrudat im freien Fall durch den Raum fallen läßt, der an die Vakuumpumpe angeschlossen ist. Die andere Möglichkeit besteht darin, daß man die Extruderschnecke der zweiten Stufe das gestrainerte, fein zerteilte oder aufgespaltene Extrudat von dem die Zerteilung vornehmenden Gegenstand abschneiden oder abschaben und übernehmen läßt und in den Bereich der tiefen Schneckengänge des Schneckenextruders überführt, wobei man diesen Bereich evakuiert.
Die eine besteht darin, daß man das gestrainerte, fein zerteilte oder aufgespaltene Extrudat im freien Fall durch den Raum fallen läßt, der an die Vakuumpumpe angeschlossen ist. Die andere Möglichkeit besteht darin, daß man die Extruderschnecke der zweiten Stufe das gestrainerte, fein zerteilte oder aufgespaltene Extrudat von dem die Zerteilung vornehmenden Gegenstand abschneiden oder abschaben und übernehmen läßt und in den Bereich der tiefen Schneckengänge des Schneckenextruders überführt, wobei man diesen Bereich evakuiert.
Soll in das zu extrudierende Material eingemischtes
Treibmittel bei einer bestimmten Temperatur gasen, z. B.
bei der Herstellung von Moosgummi und ähnlichen Produk
ten, ist es zweckmäßig, daß man den Zahnradextruder,
insbesondere dessen Gehäuse, bis knapp unter die
Treibmittel-Gasungstemperatur temperiert. Dabei werden
den zu extrudierenden Mischungen in der Vakuumzone alle
unkontrolliert gasenden Stoffe bei maximal zulässiger
Temperatur entzogen.
Zur Durchführung dieser Verfahren benutzt man eine
zweistufige Extrusionsanlage zum Extrudieren von Kau
tschukmischungen und Kunststoffen mit einer zwischen
den beiden Stufen angeordneten Evakuierungsvorrichtung,
die sich dadurch auszeichnet, daß die erste Extrusions
stufe durch einen Zahnradextruder gebildet ist, daß die
zweite Extrusionsstufe durch einen Schneckenextruder
gebildet ist, daß am Ende oder unmittelbar hinter der
ersten Extrusionsstufe ein Strainer angeordnet ist, daß
unter dem Strainer der Eingang der zweiten Extrusions
stufe und zwischen dem Strainer und dem Eingang der
zweiten Extrusionsstufe ein Raum angeordnet ist, der an
eine Vakuumpumpe angeschlossen ist.
Diese Anlage ist durch den Einsatz eines Zahnradextru
ders preisgünstig in der Anschaffung und kostengünstig
im Betrieb. Der Strainer dient hier nicht nur dem
Aussortieren von Fremdkörpern, sondern dient auch dem
weiteren Mischen und Aufschließen sowie Plastifizieren
des zu extrudierenden Materiales, vor allem aber der
Feinaufspaltung des Extrudates in möglichst viele
Stränge kleinstmöglichen Querschnitts, aus denen Luft
und Gas leicht entweichen können. Ein wesentlicher
Vorteil der Verwendung des Zahnradextruders mit
nachgeschalteter Aufspaltvorrichtung (Strainer) in der
ersten Stufe besteht darin, daß in ihm das zu
extrudierende Material bei gleichem Grad der
Plastifizierung und Aufschließung wesentlich weniger
stark erwärmt wird als in einem Schneckenextruder, so
daß es in vielen Anwendungsfällen gar nicht zu einem
Gasen des zu extrudierenden Materials kommt.
Wenn aber gasende Bestandteile entfernt werden sollen,
die ihre Vergasungstemperatur in der erste Stufe nicht
erreichen, ist der Zahnradextruder in seinem Temperatur
niveau z. B. durch Beheizen, Veränderung der Arbeitsge
schwindigkeit oder Vergrößerung des Arbeitswiderstandes
zu erhöhen.
Zwei bevorzugte Möglichkeiten der Gestaltung dieses
Anlage erweisen sich als besonders vorteilhaft:
Bei der einen Ausgestaltung verwendet man einen zwi schen den beiden Stufen angeordneten Raum, der an die Vakuumpumpe angeschlossen ist und durch den das ge strainerte fein zerteilte oder aufgespaltene Extrudat im freien Fall fällt.
Bei der einen Ausgestaltung verwendet man einen zwi schen den beiden Stufen angeordneten Raum, der an die Vakuumpumpe angeschlossen ist und durch den das ge strainerte fein zerteilte oder aufgespaltene Extrudat im freien Fall fällt.
Die andere Ausgestaltung besteht darin, daß unmittelbar
anschließend an die Ausgangsseite des Strainers
und/oder der Zerteilvorrichtung neben der Ausgangsseite
der Zerteilvorrichtung die Extruderschnecke der zweiten
Stufe in einem solchen Abstand angeordnet ist, daß sie
das gestrainerte, fein zerteilte oder aufgespaltene Ex
trudat von der Zerteilvorrichtung abschneidet oder
abschabt und direkt in die tief geschnittenen Schnec
kengänge übernimmt.
Dabei kann es vorteilhaft sein, daß die Schnecke des
Schneckenextruders in der zweiten Stufe im Einzugsbe
reich einen möglichst kleinen Schneckenkerndurchmesser
und im Ausstoßbereich einen großen Schneckenkerndurch
messer aufweist, wodurch die feinen Stränge im ersten
Bereich, in den das Vakuum hineinreicht, entgast und
einer Bewegung unterworfen werden, bevor sie erneut zu
einem einzigen dicken Strang zusammengepreßt werden.
Diese Extrusionsvorrichtung läßt sich mit Vorteil so
ausführen, daß der Strainer in Form einer Lochplatte in
einer Lochplattenwechselvorrichtung für ununterbrochen
en Dauerbetrieb ausgeführt ist.
Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in
der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungs
beispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine zweistufige Extrusi
onsanlage mit evakuiertem Raum zwischen den
beiden Stufen,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweistufige Extrusi
onsanlage, deren Strangzerteilvorrichtung die
Extruderschnecke teilweise umgibt.
Die in Fig. 1 dargestellte zweistufige Extrusionsanlage
zum Extrudieren von Kautschukmischungen und Kunststof
fen mit einer zwischen den beiden Stufen angeordneten
Evakuierungsvorrichtung weist eine erste Extrusions
stufe I auf, die durch einen Zahnradextruder 1 gebildet
ist, der mit zwei Strängen 4 von zu verarbeitendem
Material gefüttert wird, sowie eine zweite Extrusions
stufe II, die durch einen Schneckenextruder 2 gebildet
ist. Unmittelbar hinter der ersten Extrusionsstufe I
ist ein Strainer 3 als Zerteilvorrichtung angeordnet,
durch den das aus dem Zahnradextruder 1 extrudierte
Material gepreßt wird und in dem dieses Material in
eine große Vielzahl feinster Stränge 5 zerteilt wird.
Diese feinsten Stränge 5 fallen in freiem Fall durch
den Raum 6 der Evakuierungsvorrichtung III. An diesen
Raum 6 ist über die Leitung 7 eine Vakuumpumpe 8 ange
schlossen. Diese feinen Stränge 5 fallen in den Ein
gang des Schneckenextruders 2 der zweiten Extrusions
stufe II.
Die Schnecke 9 des Schneckenextruders 2 der zweiten Ex
trusionsstufe weist im Einzugsbereich einen kleinen
Schneckenkerndurchmesser und im Ausstoßbereich einen
großen Schneckenkerndurchmesser auf.
Für Sonderfälle, in denen das Extrudat nicht ausrei
chende Temperaturen aufweist, ist eine Temperiervor
richtung 10 für das Gehäuse 11 der Zahnradpumpe 1 vor
gesehen.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 erstreckt sich der die
Zerteilvorrichtung bildende Block 12 vom Gehäuse 11 des
Zahnradextruders 1 bis unmittelbar vor die Schnecke 9,
deren Schneckenwindungen daher aus dem Block 12 austre
tende Stränge des Extrudats abschneiden und abschaben
und auf diese Weise feinst zerteilen, bevor diese Teile
in die Schneckengänge gelangen. Die zur Vakuumpumpe 8
führende Leitung 7 ist durch den Zylinder des Schnec
kenextruders 2 an einer Stelle geführt, an der der
Schneckenkerndurchmesser klein ist und daher die
Schneckengänge nur teilweise mit Extrudat gefüllt sind.
Bei dieser Ausführungsform sind für die Temperierung
des Gehäuses 11 des Zahnradextruders 1 Kanäle 13 in das
Gehäuse 11 gebohrt, die von Heiz- oder Kühlmittel je
nach Bedarf durchflossen werden.
Bezugszeichenliste
1 Zahnradextruder
2 Schneckenextruder
3 Aufspaltvorrichtung (Strainer, Lochplatte)
4 Strang von Fütterungsmaterial
5 feinste Stränge
6 Entgasungsraum
7 Leitung
8 Vakuumpumpe
9 Schnecke
10 Temperierungsvorrichtung
11 Gehäuse
12 Zerteilvorrichtung
13 Kanal für Temperierungsmittel
I erste Extrusionsstufe
II zweite Extrusionsstufe
III Evakuierungsvorrichtung.
2 Schneckenextruder
3 Aufspaltvorrichtung (Strainer, Lochplatte)
4 Strang von Fütterungsmaterial
5 feinste Stränge
6 Entgasungsraum
7 Leitung
8 Vakuumpumpe
9 Schnecke
10 Temperierungsvorrichtung
11 Gehäuse
12 Zerteilvorrichtung
13 Kanal für Temperierungsmittel
I erste Extrusionsstufe
II zweite Extrusionsstufe
III Evakuierungsvorrichtung.
Claims (10)
1. Verfahren zum Extrudieren von Kautschukmischungen
und Kunststoffen in einer zweistufigen Extrusions
anlage mit einer zwischen den beiden Stufen ange
ordneten Evakuierungsvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß man als erste Extrusionsstufe einen Zahnrad extruder verwendet,
daß man als zweite Extrusionsstufe einen Schnec kenextruder verwendet,
daß man am Ende oder unmittelbar hinter der ersten Extrusionsstufe das Extrudat strainert, fein zer teilt und/oder aufspaltet und dieses fein zerteilte oder aufgespaltene Ex trudat beim Übergang in die zweite Extrusionsstufe in einen Raum treten läßt, der an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß man als erste Extrusionsstufe einen Zahnrad extruder verwendet,
daß man als zweite Extrusionsstufe einen Schnec kenextruder verwendet,
daß man am Ende oder unmittelbar hinter der ersten Extrusionsstufe das Extrudat strainert, fein zer teilt und/oder aufspaltet und dieses fein zerteilte oder aufgespaltene Ex trudat beim Übergang in die zweite Extrusionsstufe in einen Raum treten läßt, der an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man mit der Feinzerteilung und Aufspaltung un
mittelbar hinter dem Zahnradpaar beginnt.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man das fein zerteilte oder aufgespaltene Ex
trudat im freien Fall durch den Raum fallen läßt,
der an die Vakuumpumpe angeschlossen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man die Extruderschnecke der zweiten Stufe das
gestrainerte, fein zerteilte oder aufgespaltene
Extrudat von dem die Zerteilung vornehmenden
Gegenstand abschneiden oder abschaben läßt und in
den Bereich der tiefen Schneckengänge des Schnec
kenextruders überführt,
wobei man diesen Bereich evakuiert.
5. Zweistufige Extrusionsanlage zum Extrudieren von
Kautschukmischungen und Kunststoffen mit einer
zwischen den beiden Stufen angeordneten Evakuie
rungsvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Extrusionsstufe (I) durch einen Zahnradextruder (1) gebildet ist,
daß die zweite Extrusionsstufe (II) durch einen Schneckenextruder (2) gebildet ist,
daß am Ende oder unmittelbar hinter der ersten Extrusionsstufe (I) ein Strainer (3) angeordnet ist,
daß unter dem Strainer (3) der Eingang der zweiten Extrusionsstufe (II) und zwischen dem Strainer (3) und dem Eingang der zweiten Extrusionsstufe (II) ein Raum (6) angeordnet ist, der an eine Vakuum pumpe (8) angeschlossen ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Extrusionsstufe (I) durch einen Zahnradextruder (1) gebildet ist,
daß die zweite Extrusionsstufe (II) durch einen Schneckenextruder (2) gebildet ist,
daß am Ende oder unmittelbar hinter der ersten Extrusionsstufe (I) ein Strainer (3) angeordnet ist,
daß unter dem Strainer (3) der Eingang der zweiten Extrusionsstufe (II) und zwischen dem Strainer (3) und dem Eingang der zweiten Extrusionsstufe (II) ein Raum (6) angeordnet ist, der an eine Vakuum pumpe (8) angeschlossen ist.
6. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch
einen zwischen den beiden Stufen angeordneten
Raum, der an die Vakuumpumpe angeschlossen ist,
durch den das gestrainerte, fein zerteilte oder
aufgespaltene Extrudat im freien Fall fällt.
7. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strainer (3) und/oder die Aufspalt- und
Zerteilvorrichtung unmittelbar hinter dem Zahnrad
paar der ersten Extrusionsstufe (I) angeordnet
ist.
8. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß unmittelbar anschließend an die Ausgangsseite
des Strainers und/oder der Zerteilvorrichtung der
Zerteilvorrichtung die Extruderschnecke der zwei
ten Stufe in einem solchen Abstand angeordnet ist,
daß sie das gestrainerte, fein zerteilte oder
aufgespaltene Extrudat von der Zerteilvorrichtung
abschneidet, abschabt und übernimmt.
9. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schnecke des Schneckenextruders der zwei
ten Extrusionsstufe im Einzugsbereich einen klei
nen Schneckenkerndurchmesser und im Ausstoßbereich
einen großen Schneckenkerndurchmesser aufweist.
10. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strainer in Form einer Lochplatte in einer
Lochplattenwechselvorrichtung für ununterbrochenen
Dauerbetrieb ausgeführt ist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19647909A DE19647909A1 (de) | 1996-07-05 | 1996-11-20 | Zweistufige Extrusionsanlage und Verfahren zum Extrudieren von Kautschukmischungen und Kunststoffen |
CZ971999A CZ199997A3 (cs) | 1996-07-05 | 1997-06-25 | Dvoustupňové vytlačovací zařízení a způsob vytlačování kaučukových směsí a plastů |
JP9174161A JPH1080944A (ja) | 1996-07-05 | 1997-06-30 | ゴム混合物およびプラスチックを押出すための二段階押出しのための方法並びに二段階押出しのための押出装置 |
EP97111120A EP0816048A1 (de) | 1996-07-05 | 1997-07-03 | Zweistufige Extrusionsanlage und Verfahren zum Extrudieren von Kautschukmischungen und Kunststoffen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19627080 | 1996-07-05 | ||
DE19647909A DE19647909A1 (de) | 1996-07-05 | 1996-11-20 | Zweistufige Extrusionsanlage und Verfahren zum Extrudieren von Kautschukmischungen und Kunststoffen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19647909A1 true DE19647909A1 (de) | 1998-01-08 |
Family
ID=7799006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19647909A Ceased DE19647909A1 (de) | 1996-07-05 | 1996-11-20 | Zweistufige Extrusionsanlage und Verfahren zum Extrudieren von Kautschukmischungen und Kunststoffen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19647909A1 (de) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2255473B2 (de) * | 1971-11-11 | 1977-12-15 | Dainichi-Nippon Cables, Ltd, Amagasaki, Hyogo; Mitsuba Manufacturing Co. Ltd, Tokio; (Japan) | Verfahren und vorrichtung zum fortlaufenden ummanteln eines kernes mit gummi oder kunststoff |
DD231029A1 (de) * | 1984-05-10 | 1985-12-18 | Endler Fritz Dr Dr Ing | Verfahren und einrichtung zum compoundieren von thermoplasten, insbesondere thermoplastabfaellen |
-
1996
- 1996-11-20 DE DE19647909A patent/DE19647909A1/de not_active Ceased
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