DE2311717C3

DE2311717C3 - Vorrichtung zur Temperierung einer Extruderschnecke

Info

Publication number: DE2311717C3
Application number: DE2311717A
Authority: DE
Inventors: Robert 8443 Bogen Heitzer
Original assignee: Thyssen Plastik Anger KG
Current assignee: Thyssen Plastik Anger KG
Priority date: 1973-03-09
Filing date: 1973-03-09
Publication date: 1979-10-04
Also published as: JPS5025668A; DE2311717B2; JPS538338B2; DE2311717A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Temperierung einer Extruderschnecke, die einen hermetisch verschlossenen, axialen Hohlraum zur Aufnahme einer bestimmten Menge eines ersten Temperiermediums aufweist

Das Temperieren von Extruderschnecken ist an sich bekannt Dabei werden im wesentlichen zwei verschiedene Systeme und Verfahren angewandt, und zwar einerseits ein geschlossenes System, bei dem die Schnecke im Bereich der für die Kunststoffverarbeitung notwendigen wirksamen Schneckengänge hohl ausgebildet ist und dieser Hohlraum bei Raumtemperatur unter Unterdrück mit einer unter ihrem eigenen Dampfdruck stehenden Kühlflüssigkeit teilweise gefüllt und hermetisch verschlossen ist, wobei die Temperierflüssigkeit während des Betriebes beim Drehen der Schnecke zur Schneckenspitze gefördert wird (DE-OS 29 344), andererseits offene Systeme, bei denen über eine Stopfbüchse oder dergl. eine Temperierflüssigkeit dem Hohlraum der Schnecke zu- und von diesem wieder abgeführt wird, wobei ggf. in die Längsbohrung der Schnecke ein koaxiales Rohr eingesetzt wird, durch welches die zugeführte Flüssigkeil, zuerst das Ausstoßende der Schnecke kühlt und von dort entgegen dem Massestrom zurückfließt (Dr.-Ing. G. Schenkel, »Schneckenpressen für Kunststoffe«, München, 1959, Seite 255 und DE-OS 17 29 347).

Der Nachteil der geschlossenen Systeme liegt darin, daß jede Einflußnahme von außen auf den Kondensationsprozeß unmöglich ist, weil der Innenraum der Extruderschnecke, der die Temperierflüssigkeit enthält, hermetisch abgedichtet ist. Um die Effizienz derartiger geschlossener Temperiersysteme zu erhöhen, wurde mit der DE-AS 12 67 833 vorgeschlagen, in das Schnuckenbohrungssackloch einen Schraubenförderer einzusetzen. Aber auch diese Maßnahme ist nicht geeignet das geschlossene Temperiersystem zu beeinflussen.

Bei offenen Systemen liegt der Hauptnachteil darin, daß das zur Kühlung verwendete öl nicht den Temperiereffekt von Dampf aufweist Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß Öl in den Plastifizierzylinder gelangen kann, was für das Verarbeitungsverfahren von Nachteil ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Verfahren und Einrichtungen dieser Art mit Sicherheit zu vermeiden und ein geschlossenes Temperiersystem für Extruderschnecken zu besitzen, das von außen steuerbar ist

Erfmdungsgemäß wird dies dadurch erreicht daß in den Hohlraum der Extruderschnecke ein gegenüber diesem und dem ersten Temperiermedium durch eine Kupplung hermetisch abgedichteter, als Blindrohr ausgebildeter Wärmetauscher ragt der ein Vorlaufrohr und ein Rücklaufrohr für den Durchfluß eines zweiten Temperiermediums enthält.

Eine vorzugsweise Ausführung der Vorrichtung sieht vor, daß der Wärmetauscher auf seiner Außenfläche schraubenlinienförmig ausgebildete Lamellen besitzt, damit eine intensive Aufnahme von Wärmeenergie aus dem Innenraum der Schnecke und eine Förderung von kondensiertem Temperiermedium, vorzugsweise Wasser, aus dem Wärmetauscherbereich möglich ist

Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, daß außerdem die lichte Weite des Hohlraums in Relation zu den auftretenden Drehmomenten abgestuft ist, sowie daß die Innenwand der Sclineckenspitze mit Einstichen vom Hohlraum her versehen ist

Die mit der Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung weist den besonderen Vorteil auf, daß gegenüber den bisher üblichen Schneckentemperierungssystemen eine bedeutend bessere steuerbare Temperierung möglich ist, wobei der Kondensationsprozeß in der Schneckenbohrung durch den in diese ragenden Wärmetauscher regelbar ist. In der Extruderschnecke selbst kann dem Auftreten von Wärmestaus begegnet werden, indem die örtlich begrenzt auftretenden Wärmemengen gut abgeführt werden. Auch kann eine Zuführung von Wärme an bestimmten Stellen der Schnecke vorgenommen werden, indem Büchsen aus gut wärmeleitendem Material mit gewindeförmigen Gängen an diesen Stellen angeordnet sind.

In dem Wärmeaustauscher ist ein Vorlaufrohr vorgesehen, das bis knapp vor das Ende des Wärmetauschers reicht, um dort eine intensive Kühlwirkung zu erreichen. Die Schneckenspitze ist vorteilhafterweise mit Einstichen versehen, um auch die dort verstärkt auftretende Wärme abführen zu können.

In dem Hohlraum und im Durchfluß durch den Wärmetauscher können sich verschiedene Temperiermedien mit gleichen oder verschiedenen Verdampfungstemperaturen befinden, wobei im letzteren Falle die Verdampfungstemperaturdifferenz der beiden Temperiermedien etwa 100°Cbeträgt.

Die Erfindung kann mit Vorteil bei Extrudern der Ein- und Mehrschneckenbauart sowie bei Sprkzgußmaschinen angewandt werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Extruderschnecke und

Fig.2 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. t im Bereich des Wärmetauschers.

Die Extruderschnecke 1 ist mit einer koaxialen Bohrung versehen, die den Hohlraum 2 in der Schnecke bildet. Dieser Schneckeninnenraum 2 besitzt beispielsweise zwei glatte Abschnitte 2a und 2b unterschiedlichen Durchmessers. Vor dem glatten Abschnitt 2a größeren Durchmessers befindet sich eine große Büchse 3 mit eingearbeiteten Gängen 4, die vorzugsweise aus NE-Metall besteht An den glatten Abschnitt 2a schließt sich eine kteinere Büchse 5 mit Gängen 6 an, die aus dem gleichen Material wie die Büchse 3 bestehen kann. Der Schneckeninnenraum 2 ist nach vorn durch eine Schneckenspitze 7 hermetisch abgeschlossen. Diese Schneckenspitze 7 besitzt vorzugsweise mehrere Einstiche 7a, die der Vergrößerung der Oberfläche und somit der besseren Wärmeableitung dienen. Mit 8 ist die Dichtung der Schneckenspitze gegenüber dem Schnekkeninnenraum 2 bezeichnet Im hinteren Ende des Schneckeninnenraumes ist ein Wärmetauscher 9 angeordnet, der auf seinem Außenmantel Lamellen 9a trägt Der Wärmetauscher 9 ist über eine die Schnecke nach hinten hermetisch abdichtende Kupplung 10, durch die ein Vorlauf rohr 11 in den Wärmetauscher hineinragt ^ri und auch ein Rücklaufrohr 12 hindurchführt, mit der Drehkupplung 13a/13i verbunden. Über die Drehkupplung 13a/13Z> wird der Kupplung 10, z. B. einer Steckkupplung, und damit dem Wärmetauscher 9 vom Zulauf 14 Kühlmedium zugeführt und über den Rücklauf

lu 15 wieder abgeführt. Die Nutbuchsen des in den Abbildungen nicht dargestellten Antriebes sind mit 16a und 166 bezeichnet

Das Temperiermedium befindet sich in dem Schnekkeninnenraum 2, während sich das Kühlmedium

ι ■; ausschließlich durch den Wärmetauscher 9 bewegt. Eine direkte Verbindung zwischen dem Kühlmedium und dem Temperiermedium ist nicht vorhanden. Es besteht nur die Möglichkeit des indirekten Wärmeaustausches über den Wärmetauschermantel. Eine Steuerung des Temperiermediums erfolgt durch Änderung der Durchflußmenge des Kühlmediums durch de« Wärmetauscher sowie seine Temperatur. Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung ist es möglich, als Temperiermedium und auch als Kühlmedium Wasser zu verwenden, wodurch

2s sämtliche Nachteile von Öl als Temperier- und/oder Kühlmedium entfallen.

Hier/u 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Temperierung einer Extruderschnecke, die einen hermelisch verschlossenen, axialen Hohlraum zur Aufnahme einer bestimmten Menge eines ersten Temperiermediums aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hohlraum (2) der Extruderschnecke (1) ein gegenüber diesem und dem ersten Temperiermedium durch eine Kupplung (10) hermetisch abgedichteter, "> als Blindrohr ausgebildeter Wärmetauscher (9) ragt, der ein Vorlaufrohr (11) und ein Rücklaufrohr (12) für den Durchfluß eines zweiten Temperiermediums enthält

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (9) auf seiner Außenfläche schraubenlinienförmig ausgebildete Lamellen (9a^besitzt

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite des Hohlraums (2) in *> Relation zn den auftretenden Drehmomenten abgestuft ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Innenwand der Schneckenspitze (7) mit Einstichen (7a) vom Hohlraum (2) her versehen ist

5. Vorrichtung nach Ansprucn 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Hohlraum (2) und im Durchfluli durch den Wärmetauscher (9) verschiedene Temperiermedien mit gleichen Verdampfungsterrperaturen befinden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß sich in deiir Hohlraum (2) und im Durchfluß durch ocn Wärmetauscher (9) verschiedene Temperiermedien . tit verschiedenen '"· Verdampfungstemperaturen befinden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungstemperaturdifferenz der beiden Temperiermedien etwa 100° beträgt.