DE2316334A1 - Schmelzextruder - Google Patents

Schmelzextruder

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DE2316334A1 DE2316334A DE2316334A DE2316334A1 DE 2316334 A1 DE2316334 A1 DE 2316334A1 DE 2316334 A DE2316334 A DE 2316334A DE 2316334 A DE2316334 A DE 2316334A DE 2316334 A1 DE2316334 A1 DE 2316334A1
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Description

Dipl.-fng. Heinz Bardehle
Patentanwalt
I MSnchen 22, Herrnsir. 15, Tel. 292559 Postanschrift München 24, Postfach 4
München, den ' E April 13?3 Mein Zeichens P 1646 Anmelder t USM Corporation
Flemington / New Jersey - USA
Zustelladresses
Balch Street
Beverly/Masa. 01915
USA
Schmelzextruder
Di· Erfindung "betrifft elastische Schmelz extruder und ein Verfahren zur förderung des zu extrudierenden Materials in das Seher· oder Schufcgefeiet dee Schmelr.extrudere·
In der Jüngsten Tergangenheit wurde eine Art eines Mischextruder* entwickelt, den man allgemein als elastischen
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Sehmelzextruder bezeichneto Ein solcher Schmelzextruder ist B.B. aus der US«PS 3046609 und aus der HS-I1S 5545041 bekämt ö
Obwohl diese elastischen Scamelgextruder sich als sehr nützlich© Vorrichtung/zum Schmelzen^ Mischen.^ Deirolatisieren raid zum Extrudieren von polymeren Material eri>/i©sea hab©nö weisen si® dennoch den Nachteil auf9 daß beim Zuführen des Materials in das Scher- oder Schubgebiet Schwierigkeiten ai2ftreten<>
Wenn Iceine besondere Einrichtung £ur Pördenmg des zugeführt^®. Materials in das Scher- oder Schubgebiet vorgesehen ist ρ wird das Material ungleichmässig gefördert oder sogar durch die Einlauföffnung zurückgeworfen0 Dieses letztgenannte Phänomen nennt man "Regurgitieren51 oder Rückfliesen0
Die Bemühungen eine Vorrichtung ζην geeigneten Beschiclomg von elastischen SchmelzextÄdem zu schaffen0 führten zn B©« schiokungs- oder Fördervorrichtungen0 welche zusätzliche beweg«= liehe feile erforderten und die verfügbare Bewegung des Rotors in Achsrichtung beschränTctes.-· Eine solche Konstruktion ist der US-PS 5280239 be&annto Dort, wird eine Spaltplatte0 der@a Durchmesser kleiner als der Iteetaiesser des R©tors · ist0 verwendete Material duroli dem Spalt ia Riohtimg auf das .aentnm flies8©a zu maslxeiio Da j@üs©@h'diQ ΊΆ&&® der g Spaltplatte ia diesos? VörrleMiaag aieM irerändert \ferfen kaTaa lcaim au@& ä@T Spalt 0 d@r das S@hergebiet bildet 0 nieht ändert i
In der US-PS 33085o5 ist eine Pörderzone am Umfang des Scherepaltes in Form eines geneigten Kanals vorgesehen, der in Längsrichtung geneigt ist. Diese .anordnung "beschränkt jedoch die Bewegungsfreiheit des Rotors*
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Beschickung eines elastischen Sehmeisextruders und einen elastischen Sohmelssextruder zu schaffen, bei denen das zugeführte Material nicht zurückfliessen kann und dennoch die Bewegung des Rotors in achsialer Richtung nicht "begrenzt ist, wobei keine zusätzlichen leile erforderlich sein sollen.
Diese Aufgabe ist bei einem Schmelzextruder mit einem Stator, der eine achsi&le Auspressöffnung und eine radiale Einl&uföffnung aufweist, durch welche das zugeführte Material au einer zylindrischen Fläche eines Rotors läuft, der mit dem Stator ein Scher- oder Sclmbgebiet begrenzt, gelöst durch eine statio· n&re ^!übungseinrichtung, welche das zugeführte Material aufgrund der Drehung des Roters relativ zum Stator in achsialer Richtung in das Scher- oder Schubgebiet zwingt·
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Führungseinrichtung des Schergebiet in achsialer Richtung von der Einlauföffnung isolieren.
Weitere Torteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprllchen im Zusammenhang mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor.
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Die Erfindung let im folgenden aaliaad eiae's spiels und in Verbindung mit der-Zeichnung näher beschrieben» Im einzelnen zeigern
Pig. 1 einen aehsialen Schnitt durch einen herkömmlichen Extruder,
Fig· 2 einen vertikalen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 3 eine Ansicht einer Führungseinrichtung, welche das nachzuführende Material in das Schubgebiet zwingt*
Die Figur 1 ceigt einen vertikalen Schnitt durch eÜne typische bekannte Vorrichtung. Bei dieser Vorrichtung sind ein Rotor und ein Stator 12 so zueinander angeordnet, daß sie eine Schufeoder Scherungssone 14 für eine elastische Schmelze begrenzen« Der Rotor 10 kann auf einer Achse 16 befestigt sein, die drehbar in Lagern 18,20,22 und 23 gehalten wird. Die Achse 16 kann von einer Rolle, einem Treibriemen oder von einer anderen geeigneten Vorrichtung angetrieben werden.
Der Stator 12 kann in einem feststehenden Gehäuse 24 befestigt
Ein- ■ ■ .
sein, in welchem sich eine Lauföffnung 26 befindet. Die Einlauföffnung 26 kann so angeordnet sein, daß das Material radial nach unten dem Rotor zugeführt wird, der längs einer horizontalen Achse 28 angeordnet sein kann.
Ein Teil des Rotors 30 kann konusförmig ausgebildet sein, so daß das zugeführte Material 32 aufgrund der Schwerkraft nach
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unten in den Scher- oder Schubbereioh transportiert wird.
Die Arbeitsfläche 34 des Rotor© to kann irgendeine geeignete Eons aufweisen und sich radial quer über die Auspressöffnung 36 erstrecken, durch welche das extrudierte Material 38 achsial nach außen gelangt.
Eine Eeizvorriclitung 40 kann um den Rotor 10 angeordnet sein und mit Hilfe von Gleitringen 42 betrieben werden, welche elektrisch mit den Stromversorgungsleitungen 44 verbunden sind. Ähnliche 1 ei ζ vorrichtungen 46 und 48 können stationär im Bereich des Staiois 12 angeordnet sein und über !leitungen 50 bzw. 52 mit Strom vereorgt werden. Eine Passage 54 kann zum Heranführen eines Kiihlungsmittels in die Nähe des Scher- und Schubgebietes vorgesehen sein.
Im Betrieb läuft das zugeführte Material 32 durch die Einlauföffnung 26 und fällt nach unten auf die geneigte Oberfläche 30 des Hotors 10,
Bas zugeführte Material 32 wird dann aufgrund seines Gewichte in das Scher- oder Schubgebiet gefördert und aufgrund der lentripedalkraft durch die Auspressöffnung 36 au einem Strang nach außen gepresst.
Solche Gewichts- oder Schwerkraftförderanordnungen sind gegen» über ungleichmäeeiger Zuführung sehr anfällig, und manchmal wird ein Seil des zugeführten Materials 32 duroh die Einlauföffmmg 26 wieder zurückgeworfenj diese Erscheinung nennt man Rüakflientn oder "Regurgitieren*.
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im Figur 2 ist ein Ausführtmgsbeispiel der Brflndimg stellt. Bei ihm ist eine Achse 116 drehbaren Lagern 1189 120a 122 und 123 gelagert© Eine Riemenscheibe 100 kann auf der Achs© befestigt sein und in herkömmlicher Weise als Antriebselement dienen·
Ein Ro tor 110 kann auf der Achse 116 in der Nähe eines Stators 112 so angeordnet seinr daß ein Scher« oder Schubgebiet 114 begrenzt wird.
Auf dein Rotor 110 kann eine Heizvorrichtung 140 befestigt selne welche über G-leitringe 142 und über Stromversorgungsleitungea 144 mit Strom versorgt wlrdo Im Bereich des -Stat-ars 112 kann eine Statorheizung 148 befestigt seinQ welche über Leitungen 152 mit Strom versorgt wird»
Der Stator 112 kann in einem Gehäuseteil 124 befestigt welches eine Einlaßöffnung 126 begrenzt» Die Oberfläch© 130 des Rotors,- die in unmittelbarer Nähe der Einlauf öffnung 126 angeordnet ist, kann zylindrisch ausgebildet sein, im Gegensatz zu der konischen Form$ wie sie bei der in Figur 1 gezeigtes bekannten Vorrichtung verwendet wird«
Zwischen dem Gehäuse 124 und dem Rotor 110 ist ein !Führungen ring 200 angeordnet, der durch eine geeignete Verbindung fest Biit dem Stator 124 verbunden ist® Der Ring 200 weist eine dem Scher- oder Schubgebiet 114 zugewandte Oberfläche auf8 welch©., in Abhängigkeit von dem Abstand in ümfangsriehtung des Rotors tip eine» abnehmenden Abstand in Aehsriehtiasg Ton &@m od«r Schubgebiet aufweist« Demeatsp^eefeead igt die
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Oberfläche 202 spiralförmig um den Rotor 110 in Richtung auf aas Scher- oder Schubgebiet ausgebildet.
Hinzu kommt, daß die Entfernung auf der Oberfläche des Rotors 11ü, die von dem Gleitring 200 bedeckt wird, 360 ° überschreitet, so daß der Ring 200 sich auch dem Umfang hinreichend weit liber den Puiitet hinaus erstreckt, an welchem durch die Einlauföffnung 126 Material zugeführt wird, so daß die Einlauföffnung 126 in achsialer Richtung von dem Scher- oder Scfcubgebiet isoliert ist.
Im Betrieb wird äas au extrudierende Material durch die Einlauföffnung 126 zugeführt, so daß es zu der zylindrischen Fläche 130 des Rotors 110 gelangt. Die zylindrische Fläche 130 dreht sich relativ zu dem Gleitring 200, das zugeführte Material 132 wird durch die Fläche 202 längs der Fläche 130 su dem Scher- oder Schubgebiet gezwungen.
Da der Gleitring 200 sich in TJmfangsrichtung selber überdeckt, so daß sein Teil 204 zwischen der Einlauf öffnung 126 und dem Scher- oder Schubgebiet 114 angeordnet ist, ist das zugeführte Material innerhalb dieses Schubgebietes in Achsrichtung von der Einlauföffnung iaiiert, so daß ein RückfHessen des Materials durch die Einlauf öffnung 126 verhindert wird.
In Figur 3 sieht man, daß die Fläche 202 spiralförmig so um die Achse 128 des Rotors 110 ausgebildet ist, daß das Material 132, welches sich auf der zylindrischen Fläche 130 des Rotors 110 befindet, in achsialer Richtung zu dem Scher- oder Schubgebiet 114 gezwungen wird, Nachdem das Material in das Schubgebiet
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gelangt lot, wird es von der Torrichtung in herkon^!icher Weise, wie es bei der bekannten Vorrichtung beschrieben wurde, durch die Auspressöffnung 156 extrudiert.
Aus dieser Beschreibung geht klar hervor, daß bei der örfindungsgemäßen Vorrichtung und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Sinlcraf öffnung für das Zufülirmaterial in achsialer Richtung von dem Scher« oder Schubgebiet isoliert ist, so daß kein Material durch die Einlauf öffnung 126 zurückflies sen kann.
Bei der erfindnngsgemäßen Vorrichtung wird das Material samizwangsläufig von der Einlauf öffnung zu dein Schubgebiet gefördert, ohne zusätzliche Verwendung irgendwelcher beweglicher Seile,
Au#erdera sind gemäß der Erfindung keine zusätzlichen Elemente notwendig, welche die verfügbare achsiale Bewegung des Rotors relativ sum Stator einschränken würden.
Deshalb kann die Einstellung des Schergebietspaltes in gleicher Weise wie bei den bekannten Vorrichtungen durchgeführt werden, welche nicht die Vorteile der Erfindung aufweisen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind sehr einfach aufgebaut, leicht herzustellen, leicht zu pflegen und leicht zu bedienen.
Die Erfindung verhindert ein Rückfiiessen des sugefuhrten Materials, ohne sxtsätsliche bewegliche Teile zn erfordern. Außerdem ist ein Kihrungsring im Bereich des Rotors angeordnet, welcher die mögliche Bewegung des Rotors in Achsialrichtuiig nicht begrenzt, so daß die Justierung des Schergebietspaltes nicht
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verhindert wird, (wie es bei den "bekannten Vorrichtungen möglicherweise auftritt).
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Claims (1)

  1. Anspruch, e
    1· Schmelzextruder mit einem Stator, der eine acheiale Auspressöffnung und eine radiale Einlauf öffnung aufweist, durch welche das sugeführte Material zu einer zylindrischen Fläche eines Rotors läuft, der mit dem Stator ein Scher- oder Schubgebiet begrenzt, gekennzeichnet durch eine stationäre Führungseinrichtung (200), welche das zugeführte Material (132) aufgrund der Drehung des Rotors (110) relativ zum Stator (112) in achsialer Richtung in das Scher- oder Schubgebiet (114) zwingt.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Seil der Führungseinrichtung (200) so angeordnet ist, daß er das Scher- oder Schubgebiet (114) in achsialer Richtung von eier Einlauf öffnung (126) trennt.
    3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlauf öffnung (126) in einem äiisseren Gehäuse (124) ausgebildet und die Führungseinrichtung (200) zwischen dem Gehäuse (124) und dem Rotor (110) angeordnet ist«
    4· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die iHihrungseinrichtung (200) eine auf das zugeführte Material einwirkende Oberfläche (202) ausweist, deren Abstand voiv&em Scher- oder Schubgebiet (114) in Abhängigkeit von der Bewegung um den Umfang des Rotors (110) abnimmt.
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    5* Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Ms 4» dadurch gekennzeichnet, daS die Führungseinrichtung (200) um den lotor (110) so ausgebildet ist, daß sie aich seihst überdeckt, so daß der überdeckende Bereich (204) eine achsiale Isolierung zwischen der Einlauf öffnung (126) und dem Scheroder Schubgebiet (114) bildet*
    6· Verfahren zur Beschickung eines Schmelzextruders» insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Beschickungsmaterial über eine obere, radiale Einlauföffnung auf eine sich im allgemeinen horizontal erstreckende zylindrische Oberfläche (130) eines Rotors (110) gefördert wird und durch ein stationäres Führungsteil (200) in Abhängigkeit von der Rotation des Rotors (110) in das Scher- oder Schubgebiet gezwungen wird, welches von einem Stator (112) und dem mit ihm zusammenwirkenden und relativ su ihm. auf einer horizontalen Achse angeordneten Rotor (110) begrenzt x/ird.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Scher- oder Schubgebiet (114) in. achsialer Richtung zusätzlich von der Einlauföffnung (126) durch das stationäre Führangsteil (20C) getrennt wird, welches zur Förderung des Beschickungsmaterials (132) in das Scher- oder Schubgebiet (114) Zierat.
    8. Vorfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung des Beschickungsmaterials in achsialer Richtung zu dem Scher- oder Schubgebiet (114) ein stationärer
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    Pöhrungsring (200) verwendet wird, der angrenzend en uaä koachsial um den Rotor (110) angeordnet ist und eine Oberfläche (202) aufweistj deren Abstand τοη dem Scher» oder Schubgebiet (114) in Abhängigkeit von dem Förderweg längs dem Umfang des Rotors (110) abnimmt*
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge« kennzeichnet, daß zusätzlich das Scher« oder Schubgebiet (114) in aehsialer Richtung von der Einlauföffnung (126) durch einen überdeckenden Endabschnitt (202) der Führung·« einrichtung (2QQ)9 der zwischen Eillauföffnung (126) und Scher- oder Schubgebiet (114) angeordnet wird, so isoliert wird, daß das jsugefllhrte Material nicht durch die Einlauf« öffnung (126) zurücklaufen kann.
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DE2316334A 1972-04-10 1973-04-02 Schmelzextruder Expired DE2316334C2 (de)

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