DE2030756B2

DE2030756B2 - SCREW EXTRUSION PRESS FOR THE CONTINUOUS PROCESSING OF THERMOPLASTIC PLASTICS

Info

Publication number: DE2030756B2
Application number: DE19702030756
Authority: DE
Inventors: Fnedhelm Dipl Ing Dr 5630 Remscheid Siemetzki Hans Dipl Ing 5675 Hilgen Gathmann Egon Dipl Ing 5609 Huckeswagen Hensen
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1970-06-23
Filing date: 1970-06-23
Publication date: 1971-12-09
Also published as: RO84935B; FR2099809A5; NL7108574A; ZA713746B; RO84935A; GB1335768A; AT321562B; JPS5341179B1; DE2030756A1; CH522495A; LU63383A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnecken- Bei höheren Ausstoßgeschwindigkeiten;'" beispielsstrangpresse zur kontinuierlichen Verarbeitung von weise bei Schneckendrehzahlen im Bereich von thermoplastischen Kunststoffen mit einer in einem 60min"¹ und bei Verwendung einer Schnecke mit Gehäuse drehbar angeordneten Schnecke mit min- verhältnismäßig großer Gangtiefe, etwa im Bereich destens einem in der Ausstoßzone schneckenstegfrei 5 von 5 mm, sowie mit Nocken, deren freie, über den ausgebildeten Abschnitt, dessen Länge mindestens Schneckenkern überstehende Höhe der Größe der das doppelte Maß des Schneckendurchmessers auf- Gangtiefe entspricht und einem Durchmesser etwa in weist. In diesem schneckenstegfrei ausgebildeten Ab- derselben Größenordnung, läßt sich bei der Verarschnitt sind am Umfang des Schneckenkerns Nocken beitung hochviskoser thermoplastischer Kunststoffe angeordnet und bilden eine Vorrichtung zum Durch- ίο eine Vergleichmäßigung hinsichtlich Temperatur, Gemischen und Vergleichmäßigen der mehr oder weni- misch und soweit vorgesehen auch hinsichtlich Färger homogenen Schmelze, die in der Ausstoßzone bung erzielen.The invention relates to a screw extruder for continuous processing at screw speeds in the range of thermoplastics with a screw with a relatively large thread depth rotatable ^{in a 60min "1 and when using a screw with housing} , for example in the area of at least one screw flight-free 5 of 5 mm in the ejection zone, as well as with cams, the free height of which protrudes beyond the formed section, the length of which is at least the screw core, the size of the double dimension of the screw diameter corresponds to the thread depth and a diameter approximately in shows. In this spiral-free design of the same order of magnitude, cams processing of highly viscous thermoplastic plastics are arranged on the circumference of the screw core and form a device for uniforming the temperature, mixing and uniformity of the more or less and as far as provided also with regard to Färger homogeneous melt, which achieve exercise in the ejection zone.

der Schneckenstrangpresse im wesentlichen in Lami- Die erzielte Durchmischung ist für eine Reiheof the screw extruder essentially in Lami- The mixing achieved is for a number

narströmen vorliegt. strangzupressender thermoplastischer Kunststoffe zu-there are narcotics. extruded thermoplastic plastics

Schneckenstrangpressen mit Nocken sind bekannt. 15 friedenstellend. Die erreichbare Temperaturvergleich-Je nach dem beabsichtigten Zweck — entweder mäßigung zwischen der heißen Kernschmelze gegenalleiniges Durchmischen oder Durchmischen in Ver- über der Randschmelze und dieser liegt in der bindung mit einer Homogenisierung des Kunst- Größenordnung zwischen 3 bis 5° C vor.
Stoffs — sind die Nocken entweder in der Einzugs- Bei allen vorgenannten Vorschlägen wird die zone bzw. auch in der Umwandlungszone oder in der 20 strömende Schmelze innerhalb des durch die Schnek-Ausstoßzone der Schneckenstrangpresse vorgesehen. kenstege seitlich begrenzten Schneckenkanals durchScrew extrusions with cams are known. 15 pacifying. The achievable temperature comparison - depending on the intended purpose - either moderation between the hot core melt against single mixing or mixing in over the edge melt and this is in the connection with a homogenization of the art - order of magnitude between 3 to 5 ° C.
In all of the above proposals, the zone or also in the conversion zone or in the melt flowing through the screw discharge zone of the screw extruder is provided. kenstege laterally limited screw channel through

Schnecken mit Nocken sind in verschiedenen Aus- die vorgesehenen Nocken mehr oder weniger intensiv führungsformen vorgeschlagen worden, und diese durchmischen; jedoch bestimmt nach wie vor der unterscheiden sich nach Art der Ausbildung und An- Schneckenkanal die Hauptströmungsrichtung. Hierordnung der Nocken. 25 durch wird die beabsichtigte Mischwirkung wesent-Snails with cams are more or less intense in different ways forms of leadership have been proposed and mix them up; however, it is still determined by the The main flow direction differs according to the type of formation and the screw channel. Hierarchy the cam. 25 by means of the intended mixing effect

Es ist bei einer im wesentlichen aus einer Doppel- Hch beeinflußt. Für alle thermoplastischen Kunstschnecke und einer quer dazu angeordneten Einzel- stoffe ist auf diese Weise kein günstiges Mischergebschnecke bestehenden Knetpresse nach der USA.- nis in Verbindung mit einer günstigen Temperatur-Patentschrift 2 620 752 bekannt, eine Anzahl ein- verteilung zu erzielen.It is essentially affected by a double Hch. For all thermoplastic synthetic screws and a single substance arranged at right angles to it is not a favorable mixer screw in this way existing kneading press according to the USA.- nis in connection with a favorable temperature patent specification 2,620,752 known to achieve a number allocation.

zelner radialer Nocken auf dem Umfang des Schnek- 30 Ein günstiges Ergebnis bezüglich DurchmischungIndividual radial cams on the circumference of the screw 30 A favorable result in terms of mixing

kenkerns der Einzelschnecken anzuordnen. und Homogenisierung einer thermoplasiisjshejxKunst-to arrange the core of the single screw. and homogenization of a thermoplasiisjshejx art

Diese Nocken sind zwischen den Schneckenstegen stoffschmelze erreicht man durch warzenartige Vorvorgesehen, bilden über eine Länge von mehreren Sprünge im unmittelbaren Bereich vor der Ausstoß-Schneckengängen eine Einzelreihe kalottenf örmiger zone einer Schneckenstrangpresse. Bei der Schnek-Kneteinrichtungen und sind nach Form, Größe und 35 kenstrangpresse nach der deutschen Auslegeschrift Höhe gleich ausgebildet. 1289 302 sind zu diesem Zweck warzenartige, ab-These cams are provided between the screw flights. form over a length of several jumps in the immediate area in front of the ejection screw flights a single row of dome-shaped zones of a screw extruder. At the screw kneading devices and are according to the German Auslegeschrift according to their shape, size and extrusion press Height formed the same. 1289 302 are wart-like, abnormal

Ferner ist es bekannt, Nocken zwischen den wechselnd auf der Endfläche der Schnecke sowie auf Schneckenstegen einer Schneckenstrangpresse zur der dieser gegenüberh'egenden Fläche eines Mund-Vorbereitung von dünnflüssigen thermoplastischen Stückes sich befindende Vorsprünge vorgesehen. Kunststoffen vorzusehen, die als Schmelzeströmungs- 4° Diese Vorsprünge, bevorzugt in Form von Schrauwiderstände wirken. Zu diesem Zweck weist die benkörpern, sind in aufeinanderfolgenden, koaxialen Schnecke nach der USA.-Patentschrift 2 838 794 und zur Schneckenachse konzentrischen Kreisen anzahlreiche scharfkantig ausgebildete Nocken be- geordnet. It is also known to alternate between the cams on the end face of the screw as well as on Screw flights of a screw extruder for the opposite surface of a mouth preparation provided by low-viscosity thermoplastic piece located projections. Plastics to be provided as melt flow 4 ° These projections, preferably in the form of screw resistors works. To this end, the benkodies, are in successive, coaxial The screw is arranged in accordance with US Pat. No. 2,838,794 and has numerous sharp-edged cams arranged in circles concentric to the screw axis.

stimmter geometrischer Form und Größe sowie be- Die in der Ausstoßzone auf Grund ihrer hohencertain geometric shape and size as well as specific die in the discharge zone due to their high

stimmter, sehr niedriger Höhe auf. Alle vorgesehenen 45 Viskosität laminar strömende Schmelze wird durchmore accurate, very low altitude. Any provided 45 viscosity laminar flowing melt is through

Nocken sind nach Form, Größe und Höhe gleich die gegenüberliegenden Vorsprünge, die sich mitIn terms of shape, size and height, cams are the same as the opposing projections that are located with

ausgebildet. Die Nocken sind in Reihen parallel zwi- Nocken niedriger Höhe vergleichen lassen, zwangs-educated. The cams are in parallel rows between cams of low height, compulsory

schen den Schneckenstegen in der Einfüllzone der weise aufgeteilt, wobei die Schmelzbestandteile ver-between the screw flights in the filling zone so that the melt components are

Schneckenstrangpresse angeordnet. wirbelt und dabei miteinander vermischt werden.Arranged screw extruder. swirls and are mixed with each other in the process.

Zum Durchmischen einer thermoplastischen Kunst- 5° Auf Grund dieses Durchmisehungseffektes sind ebenstoffschmelze in einer Schneckenstrangpresse ist des falls Einflüsse hinsichtlich einer Temperaturänderung weiteren vorgeschlagen worden, an einer Schnecke in der Schmelze wirksam. Die durch die kammartig lange Nocken zwischen den Schneckenstegen anzu- aneinander vorbeibewegten Vorsprünge herbeigeordnen. Die Nocken erstrecken sich radial von der führte Verwirbelung der Schmelzbestandteile kann Kernaußenfläche in Richtung zum Schneckengehäuse, 55 jedoch nach Art des in der Strangpresse zu verarbeiwobei deren äußere Oberfläche der Außenfläche des tenden Kunststoffmaterials dazu führen, daß zusätz-Schneckenganges angepaßt ist. Mindestens auf einer liehe Reibungswärme entwickelt wird, die örtlich Seite entlang eines Schneckenganges befindet sich sehr hoch ist. Man erhält zwar auf Grund der vorgemindestens eine Reihe dieser vorgesehenen Nocken. sehenen Mittel eine weitgehend homogene und gut Diese ist quer im Schneckenkanal angeordnet. Es 60 durchmischte Schmelze, eine günstige Temperaturkönnen auch mehrere Reihen derartiger Nocken verteilung ist jedoch nicht zu erzielen, da der nebeneinander unter sich parallel angeordnet wer- Schmelze nach dem Schmelzevorgang zu wenig Zeit den. Die Nocken können sowohl in der Umwand- für eine Vergleichmäßigung bleibt,
lungszone als auch in der Ausstoßzone der Schnek- Nachteilig ist eine solche Lösung insofern, weil kenstrangpresse angeordnet sein. Diese befinden sich 65 die Anzahl der Vorsprünge wegen der abwechselnd auch dann nur zwischen benachbarten Schnecken- vorgesehenen Anordnung auf der Schneckenendstegen. Durch diese Nocken werden im Schnecken- fläche und auf der ihr gegenüberliegenden Mundkanal Schmelzeteilströme gebildet. Stückinnenfläche beschränkt ist. Würde dennoch eineFor mixing a thermoplastic synthetic material, due to this mixing effect, in a screw extruder, influences with regard to a temperature change have also been proposed to be effective on a screw in the melt. Arrange the projections moved past one another by the long, comb-like cams between the screw flights. The cams extend radially from the guided swirling of the melt components, the outer surface of the core can be processed in the direction of the screw housing, 55 however in the manner of the extrusion press, whereby the outer surface of the outer surface of the plastic material leads to the fact that additional screw flight is adapted. At least on a borrowed frictional heat is developed, which is locally located along a worm gear is very high. It is true that because of the previously provided at least one row of these cams. This means that it is largely homogeneous and well. This is arranged transversely in the screw channel. The melt is mixed, but a favorable temperature can also be achieved with several rows of such cam distributions, since the melts are arranged next to one another in parallel and take too little time after the melting process. The cams can stay in the converting for a uniformity,
Development zone as well as in the discharge zone of the screw such a solution is disadvantageous insofar as kenstrangpresse be arranged. These are located 65 the number of projections because of the alternating arrangement on the screw end webs, which is then only provided between adjacent screws. Through these cams, partial melt flows are formed in the screw surface and on the oral canal opposite it. The inner area of the piece is limited. Still would

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größere Anzahl von Vorsprüngen vorgesehen wer- Nach einer bevorzugten Ausführungsform weisenAccording to a preferred embodiment, a larger number of projections are provided

den, dann sind die Schraubenköpfe in radialer Rieh- die Nocken gleichen oder annähernd gleichen Durchtung auf dem Zylinderteil des Schneckenendes und messer auf und sind im lichten Abstand kleiner als auf dem gegenüberliegenden Teil des Mundstückes 1,5 Nockendurchmesser angeordnet,
bzw. der Gehäusewand anzuordnen. In diesem Falle 5 Nach einer weiteren Ausführungsform bilden die ergeben sich Nachteile hinsichtlich der Fertigung und Nocken Nockengruppen und sind nockenlose Zonen des Einbaues, denn die Zylinderwand muß nun mit vorgesehen. Die Nocken können jedoch auch nach zusätzlichen Löchern und Gewinden für die Schrau- Art eines Fischgrätenmusters angeordnet. sein. Soben versehen werden, und der Einbau der Schnecke . wohl die Nockengruppen bzw. die Nockenreihen bei ist sehr erschwert. io Fischgrätenmusteranordnung als auch die nocken-Then the screw heads are in radial direction, the cams are the same or approximately the same penetration on the cylinder part of the screw end and knife and are arranged at a clear distance smaller than on the opposite part of the mouthpiece 1.5 cam diameter,
or the housing wall to be arranged. In this case, according to a further embodiment, there are disadvantages with regard to production and cam groups and camless zones of the installation, because the cylinder wall must now also be provided. However, the cams can also be arranged after additional holes and threads for the screw type of herringbone pattern. be. To be provided above, and the installation of the screw. probably the cam groups or the cam rows is very difficult. io herringbone pattern as well as the cam-

Die vorstehend genannte Schneckenstrangpresse freien Zonen werden auch hierbei wie in den zuvor entspricht der USA.-Patentschrift 3 160 688, deren angegebenen verschiedenen Richtungen durchströmt, Schnecke einen schneckenstegfreien Abschnitt mit wobei heißere Kernschmelze mit Randschmelze und Kratzern aufweist, und im Dispergieren einer Flüs- umgekehrt intensiv gemischt wird,
sigkeit in einem thermoplastischen Kunststoff dient, 15 Auf Grund des Schmelzeschleppflusses und des die beim Extrudieren ein Verschäumen des Kunst- Schmelzedruckflusses ergibt sich ein mittlerer Ströstoffes bewirken soll. Dabei sollen die Kratzer ein mungswinkel der Schmelze, der nicht mit dem ge-Verstopfen der Einspritzöffnungen für die zu disper- wählten Winkel beispielsweise der achswinkligen gierende Flüssigkeit verhindern. Darüber hinaus Nockenreihe der Fischgrätenmusteranordnung überdienen die Kratzer dazu, der Dispersion der Flüssig- 20 einstimmt.The above-mentioned screw extruder-free zones are also here as in the previously corresponding to US Pat. No. 3,160,688, the various directions of which flow through, the screw has a screw flight-free section with hotter core melt with edge melt and scratches, and vice versa in dispersing a flow is mixed intensively,
fluidity in a thermoplastic plastic is used, 15 Due to the melt dragging and the foaming of the plastic melt pressure flow during extrusion, a medium flow is supposed to result. The scratches are intended to prevent the melt from forming an angle that does not clog the injection openings for the angle to be dispersed, for example, of the axially angular yawing liquid. In addition, the row of cams of the herringbone pattern above the scratches serve to adjust the dispersion of the liquid.

keit in der Kunststoff schmelze Scherkräfte zu unter- Auf Grund des schneckenstegfrei ausgebildetenThe ability to reduce shear forces in the plastic melt is due to the fact that it is designed without a screw flight

werfen. Nockenabschnittes der Schnecke und wegen desthrow. Cam section of the screw and because of the

Mit der Erfindung soll thermoplastische Kunst- Schmelzeströmungswinkels werden alle Schmelzebestoffschmelze in den Ausstoßzonen der Schnecken- standteile auf dem gesamten Strömungsweg durch strangpresse mit Hilfe einer im Aufbau einfachen, 25 die Mischvorrichtung mit zahlreichen Nocken in Bejedoch äußerst wirksamen Mischvorrichtung an der rührung gebracht.With the invention, thermoplastic synthetic melt flow angles are intended to be all melt material melt in the discharge zones of the screw components along the entire flow path extruder with the help of a simple structure, 25 the mixing device with numerous cams in Bejedoch extremely effective mixing device brought to the agitation.

Schnecke in eine Vielzahl Schmelzeeinzelströme auf- Durch das ständige, kurzzeitig sich wiederholendeScrew into a multitude of individual melt streams due to the constant, short-term repeating

geteilt und diese unterschiedlich vereinigt werden. Aufteilen und Vereinigen der Vielzahl von Schmelze-Die Schmelze soll vor der Ausstoßöffnung der einzelströmen auf Grund der vorgesehenen Vielzahl Schneckenstrangpresse optimal temperaturvergleich- 3° langer und kurzer Nocken über einen bestimmten mäßigt, durchmischt und homogenisiert vorliegen. Längenbereich wird die thermoplastische Kunststoff-Die Vorrichtung soll gleiche Bedeutung bei niedri- schmelze, zunehmend homogener und temperaturgen, mittleren und hohen Arbeitsgeschwindigkeiten vergleichmäßigt. Die Schmelzeteilchen, die die Nokder Schneckenstrangpresse haben und für hochvis- ken umströmen bzw. überströmen, fließen mehr oder kose sowie zähviskose thermoplastische Kunststoffe 35 weniger regelmäßig gerichtet und die Schmelzeteilgleich gut einzusetzen sein. chen, die die nockenlosen Zonen durchströmen,divided and these are united in different ways. Splitting and combining the multitude of melt dies Melt should be in front of the discharge opening of the individual streams due to the intended large number Screw extrusion press optimal temperature comparison - 3 ° long and short cams over a certain moderate, mixed and homogenized. The thermoplastic plastic die Device should have the same meaning at low-melt, increasingly homogeneous and temperature-sensitive, Medium and high working speeds are evened out. The melt particles that the Nokder Have a screw extruder and for highly viscous flow around or over flow, flow more or low-viscosity as well as viscous thermoplastics 35 are directed less regularly and the melt part is the same to be useful. that flow through the camless zones,

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch er- fließen im Vergleich zu den vorgenannten Schmelzereicht, daß der schneckenstegfreie Abschnitt der teilchen unregelmäßiger gerichtet. Einerseits vereini-Schnecke radial angeordnete Nocken von mindestens gen sich dann verschiedene Schmelzeströme häufig zwei verschiedenen Höhen aufweist, wobei das Ver- 40 mit anderen und andererseits überlagern sich hältnis Nockendurchmesser zu freier Nockenhöhe Schmelzeschichten bzw. fließen verschiedene Schich-0,25 bis 2,0 beträgt. ten ineinander, und zwar in örtlich unterschiedlichenAccording to the invention, this aim is achieved in comparison to the aforementioned melt ranges, that the section of the particles free of screw flights is directed more irregularly. On the one hand, uni-snail radially arranged cams of at least different melt flows then often meet has two different heights, with the other 40 and on the other hand superimposing one another Ratio of cam diameter to free cam height Melt layers or different layers flow. 0.25 to 2.0. into each other, in different locations

Es ist hierbei zweckmäßig, daß die Schnek- Richtungen und mit örtlich unterschiedlichen Strökenstrangpresse einen unregelmäßigen Wechsel in mungsgeschwindigkeiten.It is useful here that the screw directions and with locally different Ströken extruder an irregular change in flow rates.

der Anordnung langer und kurzer Nocken auf- 45 Auf Grund der Vielzahl der vorgesehenen Nocken weist. liegt außerdem eine erheblich größere Oberflächethe arrangement of long and short cams 45 Due to the large number of cams provided shows. there is also a considerably larger surface

Thermoplastische Kunststoffschmelze, die mehr des in Frage stehenden Schneckenabschnitts vor oder weniger gut homogenisiert in im wesentlichen gegenüber dem einer vergleichbaren bekannten laminaren Schmelzeschichten in der Ausstoßzone der Schnecke.Thermoplastic plastic melt, which has more of the screw section in question or less well homogenized, essentially compared to that of a comparable known one laminar melt layers in the discharge zone of the screw.

Presse strömt, wird in einen und/oder anderen vor- 50 Es ist vorteilhaft, daß die Nocken zylinderstiftgesehenen schneckenstegfreien Abschnitt auf Grund förmig ausgebildet sind. Zum Zwecke des strömungsder gewählten Ausbildung und Anordnung der Nok- günstigen Fließens der Schmelze über die Nocken ken äußerst wirksam durchmischt. Auf Grund der sind diese an der dem Schneckenkern abgewandten Vielzahl der vorgesehenen langen und kurzen Nok- Fläche abgerundet ausgebildet. Die Nocken können ken wird die thermoplastische Kunststoffschmelze 55 ferner unterschiedliche Durchmesser aufweisen, so in teils achsparallele, teils diagonale, teils orthogonale daß durch diese Maßnahmen unterschiedlich dicke und teils radiale Schmelzeinzelströme aufgeteilt. Nocken wechselweise vorliegen. Die lichten Abstände Zugleich werden Einzelströme um die einzelnen der Nocken werden dadurch variabler. Die Schmelze-Nocken herumgeleitet bzw. zusätzlich über die kur- teilströme nehmen auf Grund der unterschiedlich zen Nocken hinweggeleitet. Beim Durchströmen der 60 hohen und unterschiedlich dicken Nocken, wodurch verbleibenden freien Zwischenräume zwischen be- ein Wechsel der Fließgeschwindigkeit herbeigeführt nachbarten, im lichten Abstand unterschiedlich ange- wird, sowie wegen der sich ergebenden unregelordneten Nocken werden die Schmelzeeinzelströme mäßigen Abstände einen ungleichmäßigen Verlauf, unterschiedlich beschleunigt und nach kurzen Ström- der zu unterschiedlicher Vereinigung der Schmelzewegen um die Nocken herum bzw. über diese hin- 65 einzelströme führt. Es ist hierbei zweckmäßig, daß weg mit weiteren Teileinzelströmen wieder vereinigt _T ~, die freie Oberfläche der Nocken poliert ist und die bzw. teilweise auch mit anderen Einzelströmen über- h 2 Nocken aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff belagert. *·"·] stehen.The press flows into one and / or the other. For the purpose of the chosen design and arrangement of the cams, the flow of the melt via the cams is mixed extremely effectively. Because of the, these are rounded on the large number of long and short Nok surfaces provided, facing away from the screw core. The cams can ken the thermoplastic plastic melt 55 also have different diameters, so divided into partly axially parallel, partly diagonal, partly orthogonal that by these measures different thicknesses and partly radial individual melt flows. There are alternating cams. The clear distances At the same time, the individual flows around the individual cams become more variable. The melt cams are diverted around or, in addition, diverted over the partial currents due to the different cams. When flowing through the 60 high and differently thick cams, which results in the remaining free spaces between neighboring ones, a change in flow velocity is caused by different clear spacing, and because of the resulting irregular cams, the individual melt flows at moderate distances are accelerated in an uneven course, differently and after a short flow leads to different unification of the melt paths around the cams or over these individual flows. It is expedient here that _T ~ reunited away with further partial individual streams, the free surface of the cams is polished and the or partially with other individual streams covered with 2 cams made of a material with good thermal conductivity. *·"·] stand.

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Es ist weiterhin vorteilhaft, daß sich der Anord- lichte Abstand von Nocke zu Nocke ist unregelmäßig" nungsbereich der Nocken bis in einen dem schnek- gewählt, er ist kleiner als 1,5 Nockendurchmesser, kenstegfreien Abschnitt benachbarten Schneckengang Auf Grund der vorgesehenen Ausbildung der Nokerstreckt, ken und der getroffenen willkürlichen AnordnungIt is furthermore advantageous that the arrangement clearance from cam to cam is irregular " range of the cams up to one of the helical selected, it is smaller than 1.5 cam diameter, kensteg-free section of the adjacent worm thread Due to the intended design of the cam stretches, ken and the arbitrary arrangement made

Der Radialabstand der längeren Nocken zwischen 5 der Nocken erhält man mindestens einen schneeken-Nockenspitze und Schneckenachse ist in besonders stegfreien Abschnitt in den Ausstoßzonen der Schnekzweckmäßiger Weiterbildung gleich dem Schnecken- kenstrangpresse mit unterschiedlich hohen und breiradius oder bis zu 1% kleiner als der Schnecken- ten freien Strömungsspalten für die Schmelze, radius, der Radialabstand der kürzeren Nocken ist In der Ausführung nach Fig. 2 und 3 sind die 4 bis 12% kleiner als der Schneckenradius be- ίο Nocken teilweise in achsparallelen Reihen 7und teilmessen, weise in achswinkligen Reihen 8 angeordnet. Man beVersuche haben ergeben, daß auf Grund der neuen zeichnet eine derartige Anordnung als Fischgräten-Mischvorrichtung das AT in der Schmelze kleiner muster.The radial distance of the longer cams between 5 of the cams one obtains at least one schneeken cam tip and screw axis is in a particularly web-free section in the ejection zones of the screw-related development the same as the screw extrusion press with different heights and widths or up to 1% smaller than the screw free flow gaps for the melt, radius, the radial distance between the shorter cams . Tests have shown that, based on the new arrangement, such an arrangement as a herringbone mixing device draws the AT in the melt in smaller patterns.

als 1° C ist; und zwar wurde die Temperatur zwi- Vorzugsweise je drei achsparallele Reihen 7, z. B. sehen Strömungskern und Randzonenschmelze ge- 15 eine innere mit kurzen Nocken 6 und zwei äußere messen. Die aus der Mischvorrichtung der Schnecke mit langen Nocken 5, bilden eine Nockengruppe A strömende Schmelze war somit an jedem Punkt des und je drei achswinklige Reihen 8, z. B. eine mittlere Durchflußquerschnittes annähernd gleich. Außerdem mit kurzen Nocken 6 und zwei äußere mit langen lag die gewünschte Schmelzetemperatur in einem der- Nocken 5, bisden eine Nockengruppe E. art günstigen Wert vor, der für den Ausstoß in ein 20 Die Nockenreihen 8 können die Noekenreihen 7 der Strangpresse angeschlossenes Werkzeug ge- im Winkel schneiden. Die Strangpreßriehtung ist wünscht wird. Dies ist insbesondere dann wichtig, durch Pfeilrichtung in Fig. 2 angegeben. Die NoIcwenn die Schmelze nach Verlassen der Schnecken- kengruppenS sind in bestimmten, jedoch wählbaren strangpresse in ein Verteilerleitungssystem gelangen Seitenabständen zueinander schräg zur Sehneckensoli. 25 achse angeordnet. Benachbarte Noekengruppen B is than 1 ° C; namely, the temperature between preferably three axially parallel rows 7, z. B. see flow core and edge zone melt 15 measure an inner one with short cams 6 and two outer ones. The melt flowing from the mixing device of the screw with long cams 5, forming a group of cams A, was thus at each point of the and three axially angled rows 8, z. B. a mean flow area approximately the same. In addition, with short cams 6 and two outer cams with long ones, the desired melt temperature was in one of the cams 5, until the one cam group E. art favorable value for the output in a tool connected to the die - cut at an angle. The extrusion is desired. This is particularly important, indicated by the direction of the arrow in FIG. 2. When the melt has left the screw groups in a specific but selectable extrusion press in a distribution line system, lateral distances to each other reach the tendon soles at an angle. 25 axis arranged. Neighboring Noeken groups B

Vergleichswerte aus weiteren Versuchen mit einer bilden unter Mithilfe der beiden Nockengruppen A Schnecke, die Nocken innerhalb eines Schnecken- mehrere nockenlose Zonen C. ganges zwischen den Schneckenstegen aufweist, er- Es ist möglich, daß sich der Anordnungsbereieh gab ein Δ T im Bereich zwischen 5 und 8° C im ver- der Nocken bis in eine durch Schneckenstege begleichbaren Durchflußquerschnitt. Wenn bei allen 30 grenzten Schneckengang erstreckt, der einen schnekvorgenommenen Versuchen die Schmelze bezüglich kenstegfreien Abschnitt benachbart ist. des Durchmischungs- und Homogenisierungsgrades Allen genannten Ausführungen gemeinsam ist, daß in etwa vergleichbar waren, dann traf dies bezüglich die Wärmeübertragung im Bereich jeder Noeke durch der Temperaturvergleichmäßigung nicht zu, denn Wärmeleitung erfolgt, da ständig Schmelzeteilchen eine optimale Temperaturvergleiehmäßigung lag nur 35 verschiedener zusammenfließender Schmelzeteilbei der Schnecke vor, die mit der neuen Mischvor- ströme mit Schmelzeteilchen weiterer Schmelzeströme richtung versehen war. zusammengeführt werden. Andererseits erfolgt wäh-Comparative values from further tests with a screw with the help of the two cam groups A , the cams within a screw has several camless zones C. ganges between the screw flights, it is possible that the arrangement area was a Δ T in the range between 5 and 8 ° C in the ver der cam up to a flow cross-section that can be settled by screw flights. If all 30 bordered screw flights extend, the one screw attempt is adjacent to the melt with respect to the kensteg-free section. of the degree of mixing and homogenization All the above statements have in common that they were roughly comparable, then this was not the case with regard to the heat transfer in the area of each Noeke due to the temperature equalization, because heat conduction takes place because there was always an optimal temperature comparison between melt particles and only 35 different confluent melt parts Before the screw, which was provided with the new mixing pre-flow with melt particles in further melt flows in the direction. be merged. On the other hand,

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in rend des Umströmens der einzelnen Nocken eineTwo embodiments of the invention are one in the end of the flow around the individual cams

der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Wärmeübertragung durch Wärmeströmung, da einshown in the drawing. It shows heat transfer by heat flow since one

Fig. 1 eine räumlich dargestellte Teil-Seitenan- 40 verhältnismäßig großer Teil der Schmelzeteilchen sieht einer Mischvorrichtung an einer Schnecke, die häufig mit einzelnen der vielfach vorhandenen Nokaus Nocken unterschiedlicher Höhe besteht, ken in Berührung kommt.1 shows a three-dimensionally illustrated partial side surface 40 of a relatively large part of the melt particles sees a mixing device on a screw, which is often with each of the many existing Nokaus There are cams of different heights, ken comes into contact.

Fig. 2 die Abwicklungeines mit Nocken nach Art Die Misch- und Wärmeausgleichvorgänge mit2 shows the development of a cam with the type The mixing and heat equalization processes with

eines Fischgrätenmusters versehenen Abschnittes der Hilfe der neuen Mischvorrichtung erfolgen ohnea herringbone pattern provided section of the help of the new mixing device can be done without

Schnecke, 45 Zwangseinflüsse auf der Schmelze. Es sind keineScrew, 45 constraints on the melt. There are not any

Fig. 3 einen Schneckenquerschnitt gemäß Schnitt engen Spalte zwischen den Nocken untereinander3 shows a screw cross-section according to the section of narrow gaps between the cams with one another

nach Linie T-I." und zwischen den Nocken und der Gehäuseinnen-according to line T-I. "and between the cams and the housing interior

Die mit 1 bezeichnete Schnecke einer Schnecken- wand vorhanden, die durchströmt bzw. umströmtThe screw designated by 1 is present in a screw wall which flows through or around it

Strangpresse zur kontinuierlichen Verarbeitung ther- werden müssen.Extrusion press for continuous processing must be thermally.

moplastischer Kunststoffe mit Schneckengehäuse 2 5° Gerichtet sind die Teilschmelzeströme teils diago-thermoplastic plastics with screw housing 2 5 °, the partial melt flows are partly diagonal

weist einen Schneckenkern 3 und einen vor einer nal, und zwar im wesentlichen die, die zwischen denhas a screw core 3 and a before a nal, namely essentially the one between the

Mischvorrichtung endenden Schneckengang 4 auf. Nocken und um die Nocken herumfließen, teilsMixing device ending screw flight 4. Cams and flow around the cams, partly

Die Mischvorrichtung besteht aus einer Vielzahl orthogonal, und zwar im wesentlichen die, die nok-The mixing device consists of a multitude of orthogonal, essentially those that

Nocken unterschiedlicher Höhe, wobei die langen kenfreie Zonen durchströmen, teils radial, undCams of different heights, with the long ken-free zones flowing through, partly radially, and

Nocken mit 5 und die kurzen Nocken mit 6 bezeich- 55 zwar im wesentlichen die, die über kurze NockenCams with 5 and the short cams with 6 essentially denote those that have short cams

net sind. Sie sind bevorzugt eingeschrumpft in einem hinwegfließen und teils achsparallel sowie achs-are net. They are preferably shrunk in one flow and partly axially parallel and axially

schneckenstegfreien Abschnitt, z. B. dem Schnecken- winklig bei der Vereinigung zusammenfließenderscrew flight-free section, z. B. the spiral confluent at an angle at the union

kern 3' eines beliebig wählbaren Schneekenabschnit- Einzelströme.core 3 'of an arbitrarily selectable Schneekenabschnit single stream.

tes innerhalb der vorgesehenen Schneckenausstoß- Durch das zyklisch sich wiederholende Aufteilen,tes within the intended screw output - Due to the cyclically repeating dividing,

zonen, angeordnet. Mit Schneckenausstoßzonen sind 60 Vereinigen, ScMchtenüberlagern und Schichtenver-zones, arranged. With screw discharge zones, 60 merging, layering and layering are possible.

alle die Schneckenbereiche bezeichnet, die sieh in mischen der Schmelzeteile aus verschieden gerichte-denotes all the screw areas, which look in the mixing of the melt parts from different dishes

Preßrichtung an die Umwandlungszone anschließen. ten Schmelzeströmen bei der vorhandenen großenConnect the pressing direction to the transformation zone. th melt flows with the existing large

Diese Schnecken unterscheiden sich z. B. durch Oberfläche der Mischvorrichtung und der OberflächeThese snails differ z. B. by surface of the mixing device and the surface

unterschiedliche Kernquerschnitte, des freien Schneckenkerns und auf Grund der vor-different core cross-sections, the free screw core and due to the

In der Ausführung gemäß F i g. 1 sind kurze und 65 handenen Zwischenräume zwischen SchneckenkernIn the embodiment according to FIG. 1 are short and 65 existing spaces between the screw core

lange Nocken 5, 6 unregelmäßig wechselnd angeord- und Gehäuseinnenwandung wird beim Durchströmenlong cams 5, 6 irregularly alternating and the inner wall of the housing is when flowing through

net. Das Verhältnis Nockendurchmesser/freie Nok- der Schmelze durch die Mischvorrichtung sowohl einnet. The ratio of cam diameter / free cam- the melt through the mixing device is both a

kenlänge liegt im Bereich zwischen 0,25 bis 2,0. Der intensives Durchmischen und Homogenisieren alsThe length is in the range between 0.25 and 2.0. The intensive mixing and homogenizing as

auch eine äußerst wirksame Temperaturvergleichmäßigung herbeigeführt.also brought about an extremely effective temperature equalization.

Die Bestandteile der Mischvorrichtung liegen bevorzugt als Zylinderstifte vor, die eingeschrumpft im Schneckenkern angeordnet sind. Eine derartige Vorrichtung ist nicht nur einfach im Aufbau und optimal wirksam, sondern auch billig und kann nachträglich ohne Schwierigkeiten an jeder Schnecke angebracht werden.The components of the mixing device are preferably in the form of cylindrical pins that are shrunk into the Screw core are arranged. Such a device is not only simple in construction and optimal effective but also cheap and can be retrofitted to any snail without difficulty will.

Claims

Claims: IO

1. Screw extruder for the continuous processing of thermoplastics with a screw rotatably arranged in a housing with at least one screw in the ejection zone Section formed without a screw flight, the length of which is at least twice the length of the screw diameter, thereby characterized in that the section free of worm webs has radially arranged cams (5,6) of at least two different ones Has heights, the ratio of cam diameter to free cam height 0.25 to 2.0 amounts to.

2. screw extruder according to claim 1, characterized by an irregular Change in the arrangement of long and short cams (5, 6).

3. screw extruder according to claim 1 and 2, characterized in that the cams (5, 6) have the same or approximately the same diameter and are smaller in the clear distance are arranged as 1.5 cam diameters.

4. screw extruder according to claim 1 to 3, characterized in that the cams (5, 6) form cam groups (A, B) , and that camless zones (C) are provided.

5. screw extruder according to claim 1 to 4, characterized in that the cams (5, 6) are arranged in the manner of a herringbone pattern.

6. screw extruder according to claim 1 to 5, characterized in that the cams (5, 6) are cylindrical pin-shaped.

7. screw extruder according to claim 1 to 6, characterized in that the cams (5,6) have different diameters.

8. screw extruder according to claim 1 to 7, characterized in that the dem The surface of the cams (5, 6) facing away from the screw core is rounded.

9. screw extruder according to claim 1 to 8, characterized in that the free Surface of the cams (5, 6) is polished.

10. screw extruder according to claim 1 to 9, characterized in that the cams (5, 6) consist of a material with good thermal conductivity.

11. screw extruder according to claim 1 to 10, characterized in that the radial distance between the screw axis and the cam tip of the longer cam (5) is the same Worm radius or up to 1% smaller than the worm radius.

12. screw extruder according to claim 1 to 11, characterized in that the radial distance between the screw axis and the tip of the cam, the shorter cams (6) are 4 to 12% smaller than the worm radius is dimensioned.

13. Screw extruder according to claim 1 to 12, characterized in that the area of arrangement of the cams (5, 6) into one the screw flight adjacent to the screw flight extends.

1 sheet of drawings 109 550/433