DE2030756C2

DE2030756C2 - Screw extruder for the continuous processing of thermoplastics

Info

Publication number: DE2030756C2
Application number: DE19702030756
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Dipl.-Ing. Dr. 5630 Remscheid; Siemetzki. Hans Dipl.-Ing. 5675 Hilgen; Gathmann Egon Dipl.-Ing. 5609 Hückeswagen Hensen
Original assignee: Barmag Banner Maschinenfabrik AG, 5600 Wuppertal
Filing date: 1970-06-23
Publication date: 1977-04-14

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenstrangpresse zur kontinuierlichen Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen mit einer in einem Gehäuse drehbar angeordneten Schnecke mit mindestens einem in der Ausstoßzone schneckenstegfrei ausgebildeten Abschnitt, dessen Länge jeweils mindestens doppelt so groß ist wie der Schneckendurchmesser, und der mit radial abstehenden Nocken versehen istThe invention relates to a screw extruder for the continuous processing of thermoplastics Plastics with a screw rotatably arranged in a housing with at least one in the ejection zone formed section without a screw flight, the length of which is at least twice as long is as large as the screw diameter, and which is provided with radially protruding cams

Schneckenstrangpressen mit Nocken sind bekannt. Je nach dem beabsichtigten Zweck — entweder alleiniges Durchmischen des Kunststoffes oder Durchmischen in Verbindung mit einer Homogenisierung — sind die Nocken entweder in der Einzugszone bzw. auch in der Umwandlungszone oder in der Ausstoßzone der Schneckenstrangpresse vorgesehen. Dabei ist die Ausbildung und Anordnung der Nocken ganz verschieden. Screw extrusions with cams are known. Depending on the intended purpose - either alone Mixing the plastic or mixing in connection with a homogenization - that is Cams either in the feed zone or also in the conversion zone or in the discharge zone of the Screw extruder provided. The design and arrangement of the cams is very different.

So ist aus der DT-PS 8 58 310 eine Spritzgußmaschine bekannt die eine in einem Gehäuse drehbar angeordnete Schnecke mit den Merkmalen des Gattungsbegriffs des Patentanspruchs aufweist und aHein dem Zweck dient, im Zusammenwirken mit einer Siebplatte die durch äußere Wärmezufuhr erwärmte und plastifizierte Spritzgußmasse zu durchmischen, um Temperaturunterschiede in der Masse auszugleichen. Diese bekannte Vorrichtung ist zum kontinuierlichen Verarbeiten von thermoplastischen Kunststoffen ini Sinn des Strangpressens nicht geeignet, und darüber hinaus reichen die zum Homogenisieren und Temperaturvergleichmäßigen der in der Ausstoßzone in laminaren Strömen fließenden Schmelze vorgesehenen Maßnahmen nach den heutigen Qualitätsansprüchen nicht mehr aus.For example, from DT-PS 8 58 310 an injection molding machine is known which is rotatably arranged in a housing Has screw with the features of the generic term of the claim and aHein the purpose serves, in cooperation with a sieve plate which is heated and plasticized by external heat input To mix injection molding compound in order to compensate for temperature differences in the mass. This well-known Device is for the continuous processing of thermoplastics in the sense of extrusion not suitable, and beyond that, those for homogenization and temperature equalization are sufficient the measures provided for in the melt flowing in laminar flows in the discharge zone no longer meet today's quality requirements.

From US-PS 28 38 794 it is known for

Verarbeitung von, d^SnnfJüssigen thermoplastischen Kunststoffen ra4eE|3Bfüllzoji£ einer Schneckenpresse zahlreiche schailkant%e Nocken in parallelen Reihen Sis Schmefe«s»Oipm^5wderetände zwischen den Schneckenstegen anzuordnen. Sämtliche vorgesehenen Nocken sind untereinander gleich ausgebildet und haben nur eine geringe Höhe.Processing of, d ^ SnnfJüssigen thermoplastic Plastics ra4eE | 3Bfüllzoji £ a screw press numerous serpentine cams in parallel rows Sis Schmefe «s» Oipm ^ 5wderetände between the To arrange screw flights. All cams provided are designed to be identical to one another and have only a small height.

Zum Durchmischen fiiner thermoplastischen Kunststoffschmelze ία einer Schneckenstrangpresse ist es ferner aus der US-PS 34 87 503 bekannt, zwischen den Schneckenstegen radial bis annähernd an die Zylinderwand reichend« isJocken vorzusehen. Die Nocken sind m Φ*® odefr -mehreren quer im Schmelzkanal angeordneten Reihen vorgesehen und können sowohl in der Umwandlungsaune als auch in der Ausstoßzone der Schneckenstrangpresse angeordnet sein. Die untereinander parallelen Reihen der Nocken sind immer zwischen benachbarten Schneckenstegen angeordnet und teilen die im Schneckenkanal fließende Kunststoffschmelze in mehrere Ströme. Die erzielbare Durchmischung der Kunststoffschmelze mit dieser bekannten V01 richtung ist für eine Reihe strangzupressender thermoplastischer Kunststoffe zufriedenstellend. Die erreichbare Temperaturvergleichmä8igung zwischen der heften Kemschmelze gegenüber der Randschmelze liegt bei einer mit 60 Upm umlaufenden Schnecke mit einer Gangtiefe von etwa 5 mm in der Ausstoßzone und etwa 5 mm über den Schneckenkern radial überstehenden Nocken in einer Größenordnung von 3 bis 5° C vor.In order to mix the thermoplastic plastic melt in a screw extruder, it is also known from US Pat. The cams are m Φ * ® odefr -mehreren transversely provided in the melt channel arranged rows and can be both in the Umwandlungsaune also be arranged in the discharge zone of the screw extruder as well. The parallel rows of cams are always arranged between adjacent screw flights and divide the plastic melt flowing in the screw channel into several streams. The achievable intermixing of the plastic melt with this known V01 direction is satisfactory for a number of thermoplastic plastics to be extruded. The achievable temperature equalization between the stuck core melt compared to the edge melt is in the order of 3 to 5 ° C for a screw rotating at 60 rpm with a flight depth of about 5 mm in the ejection zone and about 5 mm radially protruding cams above the screw core.

Bei allen insoweit bekannten Nockenanordnungen innerhalb des durch die Schneckenstege seitlich begrenzten Schneckenkanals wird die geförderte Schmelze durch die radial hervorstehenden Nocken mehr oder weniger intensiv durchmischt Jedoch bestimmt nach wie vor der Schneckenkanal die Hauptströmungsn nung; hierdurch wird die beabsichtigte Mischwirkung wesentlich herabgesetzt.In all of the cam arrangements known to this extent, laterally within the by the screw flights limited screw channel is the promoted However, the melt is mixed more or less intensively by the radially protruding cams The screw channel still determines the main flow; this becomes the intended Mixing effect significantly reduced.

Es ist ferner aus der DT-AS 12 89 302 und der bereits erwähnten DT-PS 8 58 310 bekannt die zum Mischen und Temperaturvergleichsmäßigf η vorgesehenen Nokken in einem schneckenstegfrei ausgebildeten Abschnitt des Schneckenkerns anzuordnen. Bei der Schneckenstrangpresse nach der DT-AS 12 89 302 sind hierfür warzenartige, abwechselnd auf der Endfläche der Schnecke sowie auf der dieser gegenüberliegenden Fläche des Mundstückes der Strangpresse sich befindende Vorsprünge vorgesehen. Diese Vorsprünge, bevorzugt in Form von Schraubenköpfen, sind in koaxialen und zur Schneckenachse konzentrischen Kreisen angeordnet und werden bei Drehung der Schnecke kammartig aneinander vorbeibewegt Hierdurch werden die laminar fließenden Schmelzebestandteile verwirbelt und dabei miteinander vermischt. Infolge dieser Durchmischung wird auch die Temperatur der Schmelze vergleichmäßigt. Bei empfindlichen Kunststoffen kann die intensive Durchmischung infolge der dabei entstehenden Reibungswärme aber zu örtlichen Oberhitzungen führen, die das Material schädigen. So erhält man aufgrund dieser vorgesehenen Mittel zwar eine weitgehend homogene und gut durchmischte Schmelze, doch läßt sich eine günstige Temperaturverteilung nicht erzielen, da der Schmelze nach dem Aufschmelzvorgang zu wenig Zeit für eine Vergleichmäßigung bleibtIt is also from DT-AS 12 89 302 and the already mentioned DT-PS 8 58 310 known the cams provided for mixing and temperature comparison to be arranged in a section of the screw core that is free from a screw flight. At the screw extruder according to the DT-AS 12 89 302 are for this wart-like, alternating on the end face of the Screw as well as on the opposite surface of the mouthpiece of the extrusion press Projections provided. These projections, preferably in the form of screw heads, are in arranged coaxial and concentric circles to the screw axis and are rotated when the Screws moved past each other like a comb. This causes the laminar flowing melt components swirled and mixed together. As a result of this mixing, the temperature also increases the melt is evened out. In the case of sensitive plastics, the intensive mixing can result the resulting frictional heat lead to local overheating that affects the material damage. In this way, one obtains a largely homogeneous and good one on the basis of these funds provided mixed melt, but a favorable temperature distribution cannot be achieved because of the melt after the melting process there is too little time for equalization

Die US-PS 31 60 688 zeigt eine Schnecke, die einen schneckenstegfreien Abschnitt mit radial gegen die Zylinderwand vorstehenden Nocken nach Art von Kratzen aufweist und die zum Dispergieren einesThe US-PS 31 60 688 shows a screw that has a flight-free section with radially against the Cylinder wall has protruding cams in the manner of scraping and which are used to disperse a

^jssig Schäummittels iu dem thermoplastischen Kunststoff dient Die in axialen Rohen umfangsverteih vorgesehenen und gegeneinander versetzten Kratzen Verhindern lediglich das Verstopfen der Einspritzöffiuingen für die zu dispergierende Flüssigkeit und üben _auf die Kunststoffsehmelze Scherkräfte aus, die das Dispergieren des Schänmmittels in der Schmelze unterstützen.^ jssig foaming agent iu the thermoplastic serves the umfangsverteih provided in axial Rohen and staggered scratching merely prevent the clogging of the Einspritzöffiuingen for the liquid to be dispersed and practice _au the Kunststoffsehmelze f from shear forces which assist in dispersing the Schänmmittels in the melt.

Schließlich ist aus der DT-OS 1922163 eins Vorrichtung zum P}astifizieren von Kunststoffen! durch Reibungswärme bekannt, bei der ausschließlich Nocken, auf dem sonst glatten Pbistifizierläufer in achsparafleleE Reihen angeordnet, die Piasüfizierarbeit verrichten. Es ist nicht auszuschließen, dafr eine solche PlastiGzieFeinrichtung das ihr aufgegebene Pulver oder Granulat gut durchmischt und gut homogenisiert; es ist jedoch ausgeschlossen, daß diese Einrichtung auch noch für TemperaturvergleichniäßigHng in der Schmelze sorgen kann. Als Strangpresse ist die Einrichtung ohnehin nicht geeignetFinally, from the DT-OS 1922163 one device for the plasticizing of plastics! known from frictional heat, in which only cams, arranged in axial rows on the otherwise smooth Pbisti fizierllaufer, do the Piasufizierarbeit. It cannot be ruled out that such a plasticizing device could mix the powder or granulate well and homogenize it well; However, it is impossible that this device can also ensure temperature comparison in the melt. In any case, the device is not suitable as an extrusion press

Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Aufbau und in der Mischwirkung an sich bewährte Schneckenstrangpresse so weiterzubilden, daß die Schmelze besser als bisher in eine Vielzahl von Schmelzeeinzelströme unterteilt und immer wieder zusammengeführt wird, damit aus der Ausstoßöffnung der Schneckenstrangpresse die Schmelze optimal temperaturvergleichmäßigt austrittThe object of the invention is to provide a screw extruder that has proven itself in terms of structure and mixing action to develop further so that the melt is better than before in a multitude of individual melt streams is divided and brought together again and again, so that from the discharge opening of the screw extruder the melt is optimally equalized in temperature exit

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die (radial abstehenden) Nocken mindestens zwei voneinander unterschiedliche Höhen aufweisen und unterschiedlich weit von der Gehäusewand entfernt sind, wobei das Verhältnis Nockendurchmesser zu Nockenhöhe 0,25 bis 2,0 beträgtAccording to the invention, this object is achieved in that the (radially protruding) cams have at least two have different heights and different distances from the housing wall where the ratio of cam diameter to cam height is 0.25 to 2.0

Es ist hierbei zweckmäßig, daß die langen und kurzen _M Nocken in unregelmäßigem Wechsel im schneckenstegfreien Abschnitt der Ausstoßzone der Schneckenstrangpresse angeordnet sind.It is useful here that the long and short _M cams are arranged in an irregular alternation in the section of the discharge zone of the screw extruder free from the screw flight.

Die thermoplastische Kunststoffschmelze, die mehr oder weniger gut homogenisiert in im wesentlichen laminaren Schmelzeschichten in der Ausstoßzone der Presse strömt wird in dem schneckenstegfrei vorgesehenen Abschnitt der Schnecke aufgrund der gewählten Ausbildung und zur Strömungsrichtung asymmetrischen Anordnung der Nocken äußerst wirksam durchmischt. 4$ Aufgrund der Vielzahl der langen und kurzen Nocken wird die thermoplastische Kunststoffschmelze in teils achsparallele, teils diagonale, teils orthogonale und teils radiale Schmelzeströme aufgeteilt Zugleich werden Ein/elströme um die einzelnen Nocken herumgeleitet bzw. zusätzlich über die kurzen Nocken hinweggeleitet. Beim Durchströmen der verbleibenden freien Zwischenräume zwischen benachbarten, im lichten Abstand unterschiedlich angeordneten Nocken werden die Schmelzeströme unterschiedlich beschleunigt und nach kurzen Wegen um die Nocken herum bzw. über diese hinweg mit Teileinzelströmen wieder vereinigt bzw. teilweise auch mit anderen Einzelströmen überlagertThe thermoplastic plastic melt, which flows more or less well homogenized in essentially laminar melt layers in the ejection zone of the press, is mixed extremely effectively in the section of the screw provided without a flight of flight due to the selected design and the asymmetrical arrangement of the cams in relation to the flow direction. 4 $ Due to the large number of long and short cams, the thermoplastic polymer melt is divided into partly axially parallel, partly diagonal, partly orthogonal and partly radial melt flows. When flowing through the remaining free spaces between adjacent cams arranged differently in the clear distance, the melt flows are accelerated differently and after short distances around the cams or over them are combined again with partial individual flows or partially also superimposed with other individual flows

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß die Schnecke sowohl bei niedrigen als auch bei mittleren und hohen Arbeitsgeschwindigkeiten und sowohl für hochviskose als auch niedrigviskose thermoplastische Kunststoffe gleich gut einsetzbar ist. Nach einer bevorzugten Ausführungsform bilden die Nocken Nockengruppen, zwischen denen nockenlose Zonen vorgesehen sind; dies kann nach Art eines Fischgrätenmusters erfolgen. Hierdurch wird ebenfalls in vorteilhafter Weise eine in Strömungsrichtung asymmetrische Anordnung der Nocken geschaffen, durch die die Schmelze in regelmäßigem Wechsel aufgeteilt und die Schmelzeteüströme nach dem Durchströmen der Nockengruppen in veränderter Strömungsform wieder vereinigt werden. Denn sowohl die Nockengruppen bzw. Nockenreiheji bei Fischgräienmusteranordnung afc auch die nockenfreien Zonen werden wie in den zuvor angegebenen verschiedenen Richtungen durchströmt und heißere Kernschmelze wild mit Randschmelze und umgekehrt intensiv gemischt.A particular advantage of the device according to the invention is that the screw both with low as well as medium and high working speeds and for both high viscosity and low-viscosity thermoplastics can be used equally well. According to a preferred embodiment, the cams form cam groups between which camless zones are provided; this can be done in the manner of a herringbone pattern. Through this an arrangement of the cams which is asymmetrical in the direction of flow is also created in an advantageous manner, through which the melt flows in regular Change divided and the melt streams changed after flowing through the cam groups Flow shape are reunited. Because both the cam groups or cam rowji with herringbone pattern arrangement afc also the cam-free zones are different as in the previously indicated ones Directions flow through and hotter meltdown wild with edge meltdown and vice versa intensely mixed.

Aufgrund des Schmelzeschleppflusses und des Schmelzedruckflusses ergibt sich ein mittlerer Strömungswmkel der Schmelze, der nicht mit dem gewählten Winkel, beispielsweise der achswinkligen Nockenreihe der Fischgrätenmusteranordnung, übereinstimmt Due to the melt drag flow and the melt pressure flow, the result is an average Flow angle of the melt that does not coincide with the selected angle, for example the axially angled row of cams of the herringbone pattern arrangement, matches

Aufgrund des schneckenstegfrei ausgebildeten Nokkcnabschnitts der Schnecke und wegen des Schmelzeströmungswinkels werden alle Schmelzebestandteile auf dem gesamten Strömungsweg durch die Mischvorrichtung mit zahlreichen Nocken in Berührung gebracht Ihre Strömungsrichtung wird dabei nicht durch Schneckensiege vorgegeben.Because of the flight-free cam section of the screw and because of the melt flow angle all melt constituents will be on the entire flow path through the mixing device brought into contact with numerous cams, their direction of flow is not affected Snail victories given.

Durch das ständige, kurzzeitig sich wiederholende Aufteilen und Vereinigen der Vielzahl von Schmelzeeinzelströmen aufgrund der vorgesehenen Vielzahl langer und kurzer Nocken über einen bestimmten Längenbereich wird die thermoplastische Kunststoffschmelze zunehmend homogener und temperaturvergleichmäßigt. Die Schmelzeteilchen, die die Nocken umströmen bzw. überströmen, fließen mehr oder weniger regelmäßig gerichtet und die Schmelzeteilchen, die die nockenlosen Zonen durchströmen, fließen im Vergleich zu den vorgenannten Schmelzeteilchen unregelmäßiger gerichtet Einerseits vereinigen sich dann verschiedene Schmelzeströme häufig mit anderen, und andere-seits überlagern sich Schmelzeschichten bzw. fließen verschiedene Schichten ineinander, und zwar in örtlich unterschiedlichen Richtungen und mit örtlich unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten.Through the constant, briefly repetitive splitting and combining of the large number of individual melt streams due to the large number of long and short cams provided over a certain length range the thermoplastic polymer melt is becoming increasingly homogeneous and temperature-equalized. The melt particles that flow around or over the cams flow more or less regularly directed and the melt particles that flow through the camless zones flow in comparison directed more irregularly to the aforementioned melt particles. On the one hand, different ones then unite Melt flows often with others, and on the other hand layers of melt overlap or different flows Layers in one another, in locally different directions and with locally different ones Flow velocities.

Aufgrund der Vielzahl der vorgesehenen Nocken liegt außerdem eine erheblich größere Oberfläche des in Frage stehenden Schneckenabschnittes vor gegenüber dem einer vergleichbaren bekannten Schnecke. Dies bedeutet daß bei Verwendung eines gut wärmeleitenden Werkstoffes für die Nocken auch eine relativ große wärmeübertragende Fläche vorliegt, die die radialen Temperaturgradienten ausgleichtDue to the large number of cams provided, there is also a considerably larger surface area of the in Question standing screw section compared to that of a comparable known screw. this means that when using a material that conducts heat well for the cams, a relatively large one is also used heat-transferring surface is present, which compensates for the radial temperature gradients

Eine weitere Maßnahme zur Erzielung einer in Strömungsrichtung asymmetrischen Anordnung oder Verteilung der Nocken besteht darin, daß die Nocken unterschiedliche Durchmesser aufweisen, so daß wechselweise unterschiedlich dicke Nocken vorliegen und die lichten Abstände für die Schmelzeeinzelströme ständig variieren. Hierdurch und aufgrund der unterschiedlich hohen Nocken wird längs des Fließweges die Fließgeschwindigkeit ständig verändert, was zu einem ungleichmäßigen und unregelmäßigen Verlauf der Schmelze durch die Hindernisse des schneckenstegfreien Abschnittes der Ausstoßzone und zu einer Vereinigung unterschiedlich gerichteter Schmelzeeinzelströme führt.Another measure to achieve an arrangement or asymmetrical in the direction of flow Distribution of the cams is that the cams have different diameters, so that alternately There are cams of different thicknesses and the clear distances for the individual melt flows are constant vary. As a result of this and because of the different heights of the cams, the flow velocity is increased along the flow path constantly changing, resulting in an uneven and irregular course of the melt through the obstacles of the screw flight-free section of the discharge zone and to a union differently directed melt streams leads.

Es ist weiterhin vorteilhaft, daß sich der Anordnungsbereich der Nocken bis in einen dem schneckenstegfreien Abschnitt benachbarten Schneckengang erstreckt.It is furthermore advantageous that the arrangement area of the cams extends into one that is free from the worm flight Section extends adjacent worm gear.

Die längeren Nocken sind nach der Erfindung beispielsweise derart ausgebildet, daß der Radialabstand zwischen der Nockenspitze und der Schnecken-The longer cams are designed according to the invention, for example, such that the radial distance between the cam tip and the screw

achse gleich dem Schneckenradius oder bis zu einem Prozent kleiner als der Schneckenradius ist; die kürzeren Nocken sind beispielsweise so bemessen, daß der Radialabstand zwischen der Nockenspitze und der Schneckenachse vier bis zwölf Prozent kleiner als der Schneckenradius istaxis is equal to the worm radius or up to one percent smaller than the worm radius; the shorter cams are dimensioned, for example, so that the radial distance between the cam tip and the The screw axis is four to twelve percent smaller than the screw radius

Versuche haben ergeben, daß aufgrund der neuen Mischvorrichtung das Δ Tin der Schmelze kleiner als 1°C ist; und zwar wurde die Temperatur zwischen Strömungskern und Randzonenschmelze gemessen. Die aus der Mischvorrichtung der Schnecke strömende Schmelze war somit an jedem Punkt des Durchflußquerschnittes annähernd gleich. Außerdem lag die gewünschte Schmelztemperatur in einem derart günstigen Wert vor, der für den Ausstoß in ein der Strangpresse angeschlossenes Werkzeug gewünscht wird. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Schmelze nach Verlassen der Schneckenstrangpresse in ein Verteilersystem gelangen solLTests have shown that, due to the new mixing device, the Δ Tin of the melt is less than 1 ° C; namely the temperature between the flow core and the edge zone melt was measured. The melt flowing out of the mixing device of the screw was thus approximately the same at every point of the flow cross-section. In addition, the desired melting temperature was at such a favorable value that is desired for the ejection into a tool connected to the extrusion press. This is particularly important if the melt is to reach a distribution system after it has left the screw extruder

Vergleichsweise aus weiteren Versuchen mit eine Schnecke nach der US-PS 34 87 503, die Nocken innerhalb eines Schneckenganges zwischen den Schnekkenstegen aufweist, ergaben ein AT im Bereich zwischen 5 und 8⁰C im vergleichbaren Durchflußquerschnitt Wenn bei allen vorgenommenen Versuchen die Schmelzen bezüglich des Durchmischungs- und Homogenisierungsgrades in etwa vergleichbar waren, dann traf dies bezüglich der Temperatarvergleichmäßigung nicht zu, denn eine optimale Temperaturvergleichmäßigung lag nur bei der Schnecke vor, die mit der neuen Mischvorrichtung versehen war.Comparatively from further experiments with a screw according to US-PS 34 87 503, which has cams within a screw flight between the screw flights, resulted in an AT in the range between 5 and 8 ⁰ C in the comparable flow cross-section - and the degree of homogenization were roughly comparable, then this did not apply with regard to the temperature equalization, because an optimal temperature equalization was only present in the case of the screw that was provided with the new mixing device.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt Es zeigtTwo embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows

F i g. 1 eine räumlich dargestellte Teil-Seitenansicht einer Mischvorrichtung an einer Schnecke, die aus Nocken unterschiedlicher Höhe bestehtF i g. 1 is a three-dimensional partial side view of a mixing device on a screw that consists of There are cams of different heights

Fig.2 die Abwicklung eines mit Nocken nach Art eines Fischgrätenmusters versehenen Abschnittes der Schnecke,2 shows the development of a section of the FIG Slug,

F i g. 3 einen Schneckenquerschnitt gemäß Schnitt nach Linie 1-1.F i g. 3 shows a screw cross section according to the section along line 1-1.

Die mit 1 bezeichnete Schnecke einer Schneckenstrangpresse zur kontinuierlichen Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe mit Schneckengehäuse 2 weist einen Schneckenkern 3 und einem vor einer Mischvorrichtung endenden Schneckengang 4 auf. Die Mischvorrichtung besteht aus einer Vielzahl von Nocken unterschiedlicher Höhe, wobei die langen Nocken mit 5 und die kurzen Nocken mit 6 bezeichnet sind. Sie sind vorzugsweise eingeschrumpft in einem schneckenstegfreien Abschnitt, z.B. dem Schneckenkern 3' eines beliebig wählbaren Schneckenabschnittes innerhalb der vorgesehenen Schneckenausstoßzone, angeordnet Mit Schneckenausstoßzone sind alle die Schneckenbereiche bezeichnet, die sich in Preßrichiung an die Umwandlungszone anschließen. Diese Schnecken unterscheiden sich z. B. durch unterschiedliche KernquerschnitteThe screw designated by 1 of a screw extruder for the continuous processing of thermoplastics Plastics with a screw housing 2 has a screw core 3 and one in front of a mixing device ending worm thread 4. The mixing device consists of a large number of cams of different heights, the long cams being denoted by 5 and the short cams by 6. you are preferably shrunk in a section free of screw flights, e.g. the screw core 3 'of a arbitrarily selectable screw section within the provided screw ejection zone, arranged with The screw discharge zone refers to all the screw areas which are in the pressing direction of the conversion zone connect. These snails differ z. B. by different core cross-sections

in der Ausfuhrung gemäß Fig. 1 sind kurze und lange Nocken 5,6 unregelmäßig wechselnd angeordnet Das Verhältnis Nockendurchmesser/Nockenhöhe liegt im Bereich zwischen 0£5 bis 2,0. Der lichte Abstand von Nocke zu Nocke ist unregebnäSig gewählt, er ist kleiner als 13 Nockendurchmesser. Aufgrund der vorgesehenen Ausbildung der Nocken und der getroffenen willkürlichen Anordnung der Nocken erhält man mindestens einen scaneckenstegfreien Abschnitt in der Ausstoßzone der Schneckenstrangpresse mit unter schiedlich hohen und breiten freien Strömungsspalter für die Schmelze.in the embodiment according to FIG. 1 are short and long Cams 5.6 irregularly arranged alternately The ratio of the cam diameter / cam height is in Range between 0.5 pounds to 2.0. The clear distance from Cam to cam is chosen to be irrelevant, it is smaller than 13 cam diameters. Due to the intended The formation of the cams and the arbitrary arrangement of the cams made are obtained at least one scan corner web-free section in the ejection zone of the screw extruder with below Free flow splitters of different heights and widths for the melt.

In der Ausführung nach F i g. 2 und 3 sind die Nocken teilweise in achsparallelen Reihen 7 und teilweise in achswinkligen Reihen 8 angeordnet Man bezeichnet eine derartige Anordnung als Fischgrätenmuster.In the embodiment according to FIG. 2 and 3 are the cams partly arranged in axially parallel rows 7 and partly in axially angled rows 8 such an arrangement as a herringbone pattern.

Vorzugsweise je drei achsparallele Reihen 7, z. B. eine innere mit kurzen Nocken 6 und zwei äußere mit langen «o Nocken 5, bilden eine Nockengruppe A, und je drei achswinklige Reihen 8, z.B. eine mittlere mit kurzen Nocken 6 und zwei äußere mit langen Nocken 5, bilden eine Nockengruppe B. Preferably three axially parallel rows 7, z. B. an inner one with short cams 6 and two outer ones with long cams 5, form a cam group A, and three axially angled rows 8, e.g. a middle one with short cams 6 and two outer ones with long cams 5, form a cam group B.

Die Nockenreihen 8 können die Nockenreihen 7 im ij Winkel schneiden. Die Strangpreßeinrichtung ist durch Pfeilrichtung in F i g. 2 angegeben. Die Nockengruppen B sind in bestimmten, jedoch wählbaren Seitenabständen zueinander schräg zur Schneckenachse angeordnet Benachbarte Nockengruppen B bilden unter Mithilfe *o der beiden Nockengruppen A nockenlose Zonen CThe rows of cams 8 can intersect the rows of cams 7 at an angle of ij. The extruder is indicated by the direction of the arrow in FIG. 2 specified. The cam B groups are in particular but selectable lateral distances from each other obliquely to the screw axis disposed adjacent cam groups B form with the help o * of the two cam groups A camless zones C

Es ist möglich, daß sich der Anordnungsbereich der Nocken bis in einen durch Schneckenstege begrenzten Schneckengang erstreckt der einem schneckenstegfreien Abschnitt benachbart istIt is possible that the area where the cams are arranged is limited by screw flights The worm thread extends which is adjacent to a section without a worm flight

ij Allen genannten Ausführungen gemeinsam ist. daß die Wärmeübertragung im Bereich jedes Nockens durch Wärmeleitung erfolgt da ständig Schmelzeteilchen verschiedener zusammenfließender Schmelzeteilströme mit Schmelzeteilchen weiterer Schmelzeströme zusam· mengeführt werden. Außerdem erfolgt während des Umströmens der einzelnen Nocken eine Wärmeübertragung durch Wärmeströmung, da ein verhältnismäßig großer Teil der Schmelzeteilchen häufig mit einzelner der vielfach vorhandenen Nocken in Berührung kommt. Die Misch- und Wärmeausgleichvorgänge mit Hilfe der neuen Mischvorrichtung erfolgen ohne Zwangs einflösse auf die Schmelze. Es sind keine engen Spalte zwischen den Nocken untereinander und zwischen der Nocken und der Gehäuseinnenwand vorhanden, die durchströmt bzw. umströmt werden müssen.ij is common to all of the above. that the heat transfer in the area of each cam by conduction takes place there constantly melt particles different confluent melt partial streams with melt particles of other melt streams together are guided. In addition, heat is transferred while the air flows around the individual cams by heat flow, since a relatively large part of the melt particles often with individual the multiple existing cams comes into contact. The mixing and heat equalization processes with the help of the new mixing device take place without any forced influences on the melt. They are not narrow gaps present between the cams and between the cams and the inner wall of the housing, the must be flowed through or around.

Gerichtet sind die Teilschmelzeströme teils diagonal und zwar im wesentlichen die, die zwischen den Nocken und um die Nocken herumfließen, teils orthogonal, unc zwar im wesentlichen die, die über kurze Nocker hinwegfließen, und teils achsparallel sowie achswinklig bei der Vereinigung zusammenfließender Einzelströme. Durch das zyklisch sich wiederholende Aufteilen Vereinigen, Schichtüberlagern und Schichtenvermi sehen der Schmelzeteile aus verschieden gerichteter Schmelzeströmen bei der vorhandenen großen Ober Sache der Mischvorrichtung und der Oberfläche des freien Schneckenkerns und aufgrund der vorhandener Zwischenräume zwischen Schneckenkern und Genau iwandung wird beim Durchströmen der Schmei-The partial melt flows are directed partly diagonally, essentially those between the cams and flow around the cams, partly orthogonally, and essentially those that flow over short cams flow away, and partly axially parallel as well as axially at the merging of converging individual streams. Through the cyclically repeating division, combining, layering and combining layers see the melt parts from differently directed melt flows with the existing large upper Matter of the mixing device and the surface of the free screw core and due to the existing Gaps between the screw core and the exact wall are created when flowing through the forge

scuinen«scuinen «

ze durch die Mischvorrichtung sowohl ein intensive) Durchmischen und Homogenisieren als auch eine äußerst wirksame Temperaturvergleichmäßigung her beigeführtThe mixing device provides both intensive mixing and homogenization as well as a extremely effective temperature equalization brought forth

The cams are preferred as opposed to their free ones Surface polished Zyündersüfte that turned

schrumpft im Schneckenkern angeordnet und an deishrinks arranged in the snail core and attached to the

dem Schneckenkern abgewandten Fläche abgerundeithe surface facing away from the screw core is rounded

sind Eme derartige Vorrichtung ist nicht nur einfach hrEme such a device is not just simply hr

Structure and optimally effective, but also cheap unc

«5 kann nachträglich ohne Schwierigkeiten an jedei«5 can subsequently be sent to anyone without difficulty

Snail to be attached. For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Screw extruder for the continuous processing of thermoplastics with one rotatably arranged in a housing

flighting free formed section whose LängejeweilsmindestensdoppeltsogroBistwieder · screw diameter andthe the cam is provided with radially abstehen- ro provided, characterized in that the cams (5,5) having at least two voneinandjer different heights and _v vary hurt by the housing wall (2) * are removed , where the ratio of the diameter to the cam height is 0j25 to 2.0-

2. Screw extruder according to claim 1, characterized in that cam-equipped zones (7A 8B) with camless zones ('Q alternate.

3. screw extruder according to claim 2, characterized in that the cams (5,6) according to Arranged in a herringbone pattern.

4. screw extruder according to claim 1 to 3, characterized in that the cams (S, 6) have different diameters from one another.

5. screw extruder according to claim 1 to 4, characterized in that the arrangement area of the cams (S, 6) to one of the Helical flight-free section extends adjacent screw flight.