DE2061700A1

DE2061700A1 - Plastics extruder

Info

Publication number: DE2061700A1
Application number: DE19702061700
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Wien Hanshk
Original assignee: ANGER PLASTIC GmbH
Current assignee: ANGER PLASTIC GmbH
Priority date: 1969-12-23
Filing date: 1970-12-15
Publication date: 1971-07-01

Abstract

The tools is connected to the rest of the extruder by drawing elements supplementary to the jacketed cylinder, or cylinder section and this cylinder, around which flows the tempering medium, is radially reinforced. Pref. the drawing element is formed from the tempering cylinder jacket.

Description

Extruder für Kunststoffe Die Erfindung bezieht sich auf einen Extruder für Kanststoffe, bei welchem zumindest ein Teil des die Extruderechn eken umschließenden Zylinders, au selchen das Werkzeug anschließt, von einem Mantel umgeben ist, wobei der Ranm zwischen Zylinder und Mantel von einem Temperiermittel durchflossen ist. Hiebei kann je nach Bedarf das Temperiermittel eine Kühlung oder eine Heizung bewirken. Dieser temperierte Zyloinder oder Zylinderteil ist nun zwischen Werkzeug and dem übrigen Teil des Extruders eingeschaltet und es müssen bei den bekannten Extrudern dieser Art die verhältnismäßig großen Kräfte über diesen vom Temperiermittel umspülten Zylinder oder Zylinderteil auf das Werkzeug übertragen werden. Dieser Zylinder bzw. Zylinderteil ist daher hohen Zugbeiastungen ausgesetzt. Des weiteren ergeben die zwischen Schnecke und Zylinder auftretenden hohen Plastifizierungsdrücke verhältnismäßig große in radialer Richtung wirkende Kräfte, welche bei den bekannten Ausbildungen gleichfalls vom Zylinder aufgenommen werden müssen. Ex mußte daher bei den bekannten Ausbildungen der vom Temperiermittel umspülte Zylinder bzw. Zylinderteil zur Aufnahme dieser Kräfte mit großer Wandstärke ausgebildet sein, wodurch der Wirkungsgrad der Kühlung und Heizung durch das Temperiermittel stark beeinträchtigt wurde. Extruder for plastics The invention relates to an extruder for plastic materials, in which at least a part of the extruder calculator enclosing Cylinder, au selchen the tool connects, is surrounded by a jacket, wherein a temperature control medium flows through the Ranm between the cylinder and the jacket. In this case, the temperature control medium can bring about cooling or heating as required. This tempered cylinder or cylinder part is now between the tool and the The remaining part of the extruder is switched on and it must be used in the known extruders of this type, the relatively large forces washed around them by the temperature control medium Cylinder or cylinder part are transferred to the tool. This cylinder resp. The cylinder part is therefore exposed to high tensile loads. Furthermore, the The high plasticizing pressures between the screw and the cylinder are relatively high large ones acting in the radial direction Forces which are known to the Training must also be absorbed by the cylinder. Ex therefore had to in the known designs, the cylinder or cylinder part surrounded by the temperature control medium be designed to absorb these forces with a large wall thickness, whereby the efficiency the cooling and heating was severely impaired by the temperature control medium.

Die Erfindung zielt nun darauf ah, diese Nachteile zu vermeiden und besteht im wesentlichen darin, daß das Werkzeug mit dem übrigen Teil des Extruders durch zusätzlich zu dem vom Mantel umgebenen Zylinder oder Zylinderteil vorgesehene Zugelemente verhunden ist und daß der vom Temperiermittel umspülte Zylinder oder Zylinderteil radial versteift ist. Auf diese Weise wird der vom Temperiermittel umspülte Zylinder oder Zylinderteil völlig oder weitgehend entlastet und es wird ermögilcht, die Wandstärke desselben verhältnismäßig gering auszubilden und damit den Wirknngsgrad der Kühlung oder Heizung zu erhöhen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Zugelemente von dem den vomTemperiermittel umspülten Zylinder oder Zylinderteil umgebenden Mantel gebildet. Auf diese Weise wird ein vorhandener Bauteil durch entsprechende Dimensionierung für die Zugübertragung ausgenntzt, wobei es lediglich erforderlich ist, diesen Mantel zugfest mit dem Werkzeug und dem übrigen Teil des Extruders zu verbinden. Die radiale Versteifung des vom femperiermittel umspülten Zylinders oder Zylinderleiles ist gemäß einer bevorzugten Auführungsform der Erfindnne vun in der Umfangsrichtung desselben verlaufenden Außrnr@ppen gebildet. In diesem Falle haben die Rippen nicht nur als Vorteil den Effekt der Versteifung, sondern wirken in vorteilhafter Weise zur Verbesserung der Temperaturübertragung. Vorzugsweise ist die Waudstärke des vom Temperiermittel nuspülten Zylinders oder Zylinderteiles zwischen den Rippen an allen Stellen augenähert gleich gehalten, so daß an allen Stellen eine weitgegend gleiche Kühlung oder Erwärmung des zu bearbeitenden Kunststoffes gewährleistet ist. nei einer Ausführung, bei welcher auch die Schnecken vom Temperiermittel durchflossene Hohlräume aufweisen, wie dies beispielsweise Gegenstand des österr. Patentes Nr. .......... The invention now aims to avoid these disadvantages and consists essentially in that the tool with the remaining part of the extruder by provided in addition to the cylinder or cylinder part surrounded by the jacket Tension elements is connected and that the cylinder or the temperature control medium The cylinder part is stiffened radially. In this way, the temperature control medium around the cylinder or cylinder part is completely or largely relieved and it is enables the wall thickness of the same to be relatively small and thus to increase the efficiency of cooling or heating. According to a preferred embodiment of the invention are the tension elements of the cylinder around which the temperature control medium flows or cylinder part surrounding jacket formed. This way it becomes an existing one Component utilized by appropriate dimensioning for the transmission of tension, whereby it is only necessary to pull this coat with the tool and the rest To connect part of the extruder. The radial stiffening of the tempering medium bathed cylinder or cylinder line is according to a preferred embodiment The invention is formed by outer rings running in the circumferential direction of the same. In this case, the ribs not only have the advantage of stiffening, but act in an advantageous manner to improve the temperature transfer. Preferably is the thickness of the cylinder or cylinder part flushed by the temperature control medium held approximately the same between the ribs in all places, so that in all Provide largely the same cooling or heating of the plastic to be processed is guaranteed. nei an embodiment in which the screws from the temperature control medium have through-flow cavities, as is the case, for example, the subject of the Austrian. Patent No. ..........

(A 11.269/69) ist, erscheint es zweckmäßig, die Wandstärke des vom Temperiermittel umspiilten Zylinders oder Zylinderteiles gleich groß zu halten wie die Wandstärke zwischen den vom Temperiermittel durchflossenen Hohlräumen der Schnecken und der Außenfläche derselben. Auf diese Weise wird der im Extruder bearbeitete Kunststoff an allen Stellen und von allen Seiten gleichmäßig temperiert.(A 11.269 / 69), it seems appropriate to measure the wall thickness of the dated To keep the temperature control medium around the cylinder or cylinder part the same size as the wall thickness between the hollow spaces of the screws through which the temperature control medium flows and the outer surface thereof. In this way, the one processed in the extruder Plastic tempered uniformly in all places and from all sides.

Eine weitere Vergleichmäßigung kann dadurch erreicht werden, daß die Rippen des vom Temperiermittel umspultell Zylinders oder Zylinderteiles über den gesamten Umfang desselben ungefähr gleiche Höhe aufweisen. A further equalization can be achieved in that the ribs of the cylinder or cylinder part around which the temperature control medium is wound the entire circumference of the same have approximately the same height.

Diese Rippen können am Mantel unmittelbar oder mittelbar anliegen, wodurch der vom Temperiermittel umspült Zylinder oder Zylinderteil von außen gestjitzt wird und es ergibt sich dann auch der Effekt einer gleichmäßigen Führung und Geschwindigkeit des Temperiermittels. Der Mantel ist einerseits aus Herstellungsgründen und anderseits zur besseren Aufnahme der Radlaikräfte zylindrisch ausgebildet, während bei zwei miteinander kämmenden Schnecken der diese umgebende Zylinder in der Ebene der beiden Schnecken breiter ist als senkrecht zu dieser Ebene. In diesem Falle kann gemäß der Erfindung der Abstand zwischen den Rippen und der Mantelinnenfläche durch Versteifungsel emente, welche mit Rippen und Mantelinnenfläche in Borührung1stehen, ausgefüllt sein.These ribs can be in direct or indirect contact with the jacket, whereby the cylinder or cylinder part surrounded by the temperature control medium is injected from the outside and there is then also the effect of uniform guidance and speed of the temperature control medium. The coat is on the one hand for manufacturing reasons and on the other hand cylindrical for better absorption of the Radlaikruppen, while with two intermeshing screws of the surrounding cylinder in the plane of the two Auger is wider than perpendicular to this plane. In this case, according to the invention of the distance between the ribs and the inner surface of the jacket by stiffening elements elements, which are in contact with ribs and inner surface of the jacket, are filled be.

Durch die Erfindung können somit die thermischen Verhältnisse bei der Bearbeitung des Grundstoffes wesentlich verbesser-t werden. Es kann eine partielle Überhitzung bzw. ein Anbrenllen des Kunststoffes vermieden werden und es wird damit ermöglicht, auch billige niedrig wärmestabilisierte Thermoplaste in einwandfreier Weise zu verarbeiten. Through the invention, the thermal conditions can thus be the processing of the raw material can be significantly improved. It can be a partial Overheating or sticking of the plastic can be avoided and it will be allows cheap, low heat stabilized thermoplastics in perfect Way to process.

In der Zeichnung ist die Erfindung an iiaiid eines Ausführungsbeispiel es schematisch veranschaul i (cll (.. In the drawing, the invention is based on an exemplary embodiment it illustrate schematically i (cll (..

Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Zylinderteil, Fig. 2 einen Schnitt durch den Zylinderteil entlang der Linie II - II der Fig. i, Fig. 3 eine ITIlteransicht des Zylinderteiles, und Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Extruderabschnitt mit dem eingebauten Zylinderteil.They show: FIG. 1 a longitudinal section through the cylinder part, FIG. 2 shows a section through the cylinder part along the line II-II in FIGS. 3 is an older view of the cylinder part, and FIG. 4 is a longitudinal section through the Extruder section with the built-in cylinder part.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Zylinder teil 1 enthält eine für die Aufnahme von zwei Schnecken eingerichtete Schneckenkammer 2 mit geringen Wandstärken, die, wie bei 3 ersichtlich, entlaiig des Umfanges des Zylinderteiles ungefähr gleich sind. Durch die geringe und einigermaßen gleichmäßige Wandstärke wird ein guter und schneller Wärmeaustausch zwei scher dem Temperiermedium und dem zu verarbeitenden, an dieser Stelle bereits plastifizierten Kunststoff sichergestellt. An der Außenseite des Zylinderteiles 1 sind ltippeii 4 vorgesehen, wobei eine Hippe in die andere übergeht (Fig. 3) und so ein kontinuierlicher Temperiermittelfluß von einem zum anderen Ende des Zylinderteiles erzielbar ist. I)ie Rippen dienen nicht nur zur Verbesserllng der Temperierung, soiidern auch zur Versteifung des Zylinderteiles, insbesondere zur Aufnahme des segenannten Zwiekeldruckes, der etwa in Richtung der Pfeile 5 (Fig. 2) wirkt. Wie später atisge fiihrt werden wird, setzt so es der Zwickeldruck tier Schuecken über weitere Versteifungselemente bis an den den Zytinderteil umgebenden Mantel fort. Der Zyliiiderteil 1 ist an beiden Enden von Flanschen 6 und 7 begreiiz t, welche Bohrungen 8 und 8' sowie 9 und 9' aufweisen. Diese Bohrungen können zur Ausrichtung des Zylinderteiles gegenüber dem übrigen Teil des Extriiders bzw. dem Werkzeug dienen. The cylinder part 1 shown in Figs. 1 to 3 contains a for the reception of two screws set up screw chamber 2 with low Wall thicknesses, which, as can be seen at 3, along the circumference of the cylinder part are roughly the same. Due to the small and fairly even wall thickness a good and fast heat exchange becomes two shear the temperature control medium and the to be processed, already plasticized plastic ensured at this point. On the outside of the cylinder part 1 ltippeii 4 are provided, with one hip merges into the other (Fig. 3) and so a continuous flow of temperature control medium can be achieved from one end of the cylinder part to the other. I) The ribs serve not only to improve the temperature control, but also to stiffen the Cylinder part, in particular to accommodate the so-called twilight pressure, which is about acts in the direction of arrows 5 (Fig. 2). As will be done later, sets so it is the gusset pressure tier shoes over further stiffening elements up to the the cytinder part surrounding coat away. The cylinder part 1 is at both ends of flanges 6 and 7 begreiiz t which holes 8 and 8 'as well 9 and 9 '. These holes can be used to align the cylinder part opposite serve the remaining part of the extruder or the tool.

Fig. 4 zeigt den Extruderabsehnitt mit dem eingebauten Zylinderteil in produktionshereitem Zustand. Fig. 4 shows the extruder section with the built-in cylinder part in production-ready condition.

l)er Zylinderteil 1 ist von einem Mantel 10 nmgehen, welcher mittels eines Gewindes 11 mit dem übrigen Teil 12 des Extruders verschraubt ist. An der Stinifläche des Teiles 12 stützt sich der Zylinderteil t dicliteiid ab.l) he cylinder part 1 is from a jacket 10 nm go, which means a thread 11 is screwed to the remaining part 12 of the extruder. At the The cylindrical part t dicliteiid is supported on the stini surface of the part 12.

Der Mantel 10 weist einen Flansch 13 auf, an welciieii s icii, an dieser Stelle mit Klemms tücken verbunden, das Werkzeug anschließt. In der Was des Mantels 10 befinden sich Kühl- bzw. Heizmittelführungen 16, die der Eintrittsstelle des Temperiermediums bzw. der Austrittsstelle aus den Rippen 4 zugeordnet sind. Beim Betrieb des Extrnders treten zwischen dem Werkzeug und dem übrigen Teil 12 des Extruders g@@ße axiale Zugkräfte auf und innerhalb des Zylinderteiles 1 ergeben sich in radialer Richtung wirkende Kräfte. Zur wenigstens tellweisen Entlastung des Zyl inrlerteiles 1 wird der Mantel 10 zur Übertragung der axialen Zugkräfte eingesetzt und er kann weiters, wie nachfolgend beschrieben, auch zur Aufnahme radialer Druckkräfte herangezogen werden.The jacket 10 has a flange 13, on welciieii s icii connected to this point with jamming, the tool connects. In the what of Jacket 10 are coolant or heating medium guides 16, which the entry point of the temperature control medium or the exit point from the ribs 4 are assigned. During the operation of the extruder, there are steps between the tool and the remaining part 12 of the extruder result in axial tensile forces on and within the cylinder part 1 forces acting in the radial direction. For at least partial relief of the cylinder part 1, the jacket 10 is used to transmit the axial tensile forces used and, as described below, it can also be used to accommodate radial Pressure forces are used.

Während zwei einander gegenüberfigegende gekrümmte Seiten der Rippen 4 vom Mantel 10 flüssigkeitsdicht abgeschlossen werden, sind die Rippen parallel zu der durch die beiden Schneckenachsen verlaufenden Ebene oben und unten plan abgefräst, weil verhältnismäßig hohe dünne Rippen zur Übertragung nennenswerter radialer Druckkräfte zwecks Abstützung des Zylinderteiles nicht gecignet sind. Auf diese Weise erhalten die Rippen 4 üher don gesamten Umfang des Zylinderteiles 1 ungefähr die gleiche Höhen, was auch für den gleichmäßigen Wärmeanstausch günstig ist. Der freigebliebene Raum zwischen den plan hearbeiteten Seiten der Rippen 4 und derkreiszylindrischen Innenwandung des Mantels 10 ist mit Zylindersegmenten 14 und 15 ausgefüllt. Diese Zylindersegmente erfüllen somit auch die Funktion der Zwickeldruckversteifung austelle der aus diesem Grunde kurz gehaltenen Rippen an den gekrümmten Seiten des Zylinderteiles 1. While two opposite curved sides of the ribs 4 are closed off by the jacket 10 in a liquid-tight manner, the ribs are parallel milled flat above and below to the plane running through the two screw axes, because relatively high, thin ribs for the transmission of significant radial compressive forces are not approved for the purpose of supporting the cylinder part. Get this way the ribs 4 over don the whole Circumference of the cylinder part 1 approximately the same heights, which is also favorable for the even heat exchange. Of the space left between the flat machined sides of the ribs 4 and the circular cylindrical The inner wall of the jacket 10 is filled with cylinder segments 14 and 15. These Cylinder segments thus also fulfill the function of stiffening the gusset pressure the ribs on the curved sides of the cylinder part, which are kept short for this reason 1.

Eine besonders günstige Ausführungsform eines Hochleistungsextruders ist durch Kombination der erfindungsgemäßen Konstruktion mit dem Gegenstand des österreichischen Patentes Nr. ......... (A 11.269/69) erzielbar. Der Konstrukteur wird vorteilhafter Weise die Stärke der Zylinderteilwandung ungefähr gleich der in der vorerwähnten österreichischen Patentschrift beschriebenen Schneckenwandung dimensionieren, doch haben die beiden Einrichtungen für sich im Zusammenwirken mit den bisher üblichen Einrichtungen schon ausgezeichnete Erfolge gezeigt. Dadurch, daß mit beiden Erfindungen die ideale Verarbeitungstemperatur des Plastifikates willkürlich auf jedem Punkt der Ausstoßzone festgelegt werden kann, wird eine hohe Schneckendrehzahl und damit eine hohe Ausstoßleistung hoher Produktengüte unproblematisch, obenso wie auch Produktenart und der zu verarbeitende Werkstoff keine besondere Auswahl der Schneckenart mehr bedingen. Weiters kann das bekannte "Anbrennen" des Kunststoffes - selbst billigen, niedrig wärmestabilisierten "Thermoplastes - durch die exakte Temperatursteuerung in Zukunft vermieden werden. A particularly favorable embodiment of a high-performance extruder is by combining the construction according to the invention with the subject matter of Austrian patent No. ......... (A 11.269 / 69) achievable. The designer the thickness of the cylinder part wall is advantageously approximately equal to the screw wall described in the aforementioned Austrian patent dimension, but have the two facilities for themselves in cooperation with has already shown excellent results with the facilities that have been used up to now. Through this, that with both inventions the ideal processing temperature of the plasticate can be set arbitrarily on each point of the discharge zone becomes high Screw speed and thus a high output of high product quality unproblematic, above, as well as the type of product and the material to be processed, no particular one More conditional on the selection of the snail species. Furthermore, the well-known "burning" of the Plastic - even cheap, low heat stabilized "thermoplastics - through the exact temperature control can be avoided in the future.

P a t e n t a n s p r ü c h e :P a t e n t a n s p r ü c h e:

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e: 1. Extruder for plastics, at which at least part of the cylinder surrounding the extruder screws which the tool connects, is surrounded by a jacket, with the space between A temperature control medium flows through the cylinder and jacket, characterized in that that the tool with the remaining part (12) of the extruder through in addition to the by the jacket (10) surrounded cylinder or cylinder part (1) provided tension elements is connected and that the cylinder or cylinder part surrounded by the temperature control medium is stiffened radially.

2. Extruder according to claim 1, characterized in that the tension elements of the cylinder or cylinder part (1) around which the temporary agent flows Sheath (10) are formed.

3. Extruder according to claim 1 or 2, characterized in that the Cylinder or cylinder part (1) around which the temperature control medium flows in the circumferential direction having extending ribs (4).

4. Extruder according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the wall thickness of the cylinder or cylinder part around which the temperature control medium flows (1) is approximately the same at all points between the ribs (4).

5. Extruder according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the ribs (4) at least partially bear against the jacket (10).

6. Extruder according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the jacket (10) is cylindrical and the distance between the ribs (4) and the inner surface of the jacket by stiffening elements (14,15), which are ribbed and the inner surface of the jacket are in contact, is filled.

7. Extruder according to claim 6, characterized in that the height of the Ribs (4) over the entire circumference of the cylinder around which the temperature control medium flows or cylinder part (1) is approximately the same size.

L e r s e i t e