DE2331986A1 - Cross-linking polymers just prior to injection - allowing a high extruder temp with no premature polymn - Google Patents

Cross-linking polymers just prior to injection - allowing a high extruder temp with no premature polymn

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Abstract

An extruder injection head has an injection nozzle for introducing cross-linking agent, the nozzle feeding into the injection head just upstream of a mixing zone. High temps are possible without premature polymsn. The injection head is perpendicular to the extruder and consists of a revolving, slidable sleeve in a sleeve-holder with an injection nozzle; further downstream, in the mixing zone, this sleeve comprises rings of teeth. Further upstream, the sleeve is rotationally driven by a toothed ring engaged by a drive shaft and pinion; >=1 ring of injection nozzles may be used.

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen 2 O. JUNI 1973 Berlin und München Werner-von-Siemens-Str. 50SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, June 20th 1973 Berlin and Munich Werner-von-Siemens-Str. 50

Unser Zeichen: VPA 73/4719Our reference: VPA 73/4719

No/PoNo / Po

ExtruderspritzkopfExtruder head

Die Erfindung betrifft einen Spritzkopf für Extruder, in dem Zusätze durch eine Einspritzdüse zugegeben und mittels Schnecke dem Arbeitsgut zugemischt werden. Bei einem bekannten Extruder sind zum Zumischen von Zusätzen zwei nebeneinander liegende lange Schnecken angeordnet, in deren Förderzylinder Einspritzdüsen münden (US-PS 2 733 051). Demgemäß ist im Spritzkopf dieses Extruders, vom Durchlauf einer einzigen Schnecke abgesehen, keine den anderen Mischstrecken vergleichbare Mischstrecke vorgesehen.The invention relates to an injection head for an extruder, in which additives are added through an injection nozzle and by means of Snail are mixed with the material to be worked. In a known extruder there are two side by side for adding additives Lying long screws are arranged, in the delivery cylinder of which injection nozzles open (US Pat. No. 2,733,051). Accordingly In the extruder head of this extruder, apart from the passage of a single screw, there is nothing comparable to the other mixing sections Mixing section provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Extruderbetrieb bei optimaler Fördertemperatur zu ermöglichen und trotzdem die infolge der in aller Regel niedrigeren Vernetzungstemperatur dann zu erwartenden Arbeitsschwierigkeiten zu vermeiden.The invention is based on the object of enabling the extruder to operate at the optimum conveying temperature and nevertheless the as a result of the generally lower crosslinking temperature then to be avoided work difficulties to be expected.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß die Einspritzdüse mit dem Vorratsbehälter für Vernetzungsmittel verbunden und im Spritzkopf selbst bezüglich der Richtung des Massendurchsatzes vor einem Mischteil angeordnet ist. Ein mit diesem Spritzkopf versehener Extruder läßt höhere Fertigungsgeschwindigkeiten erzielen, da das zu vernetzende Gut mit höherer als üblicherweise möglicher Arbeitstemperatur in das Vernetzungsmedium gelangt, weshalb die Vernetzungszeit sich wesentlich verkürzt. Durch den kurzen Arbeitsweg bis zum Ausstoß durch das Mundstück des Spritzkopfes kann die Vernetzung andererseits noch nicht so weit voranschreiten, daß ein Anvernetzen zur Wand des Förderzylinders im Spritzkopf stattfinden könnte. Nach der bisherigen Arbeitsweise wurde dagegen das Vernetzungsmittel der zu verarbeitenden Masse, bei deren HerstellungThe solution to the problem is that the injection nozzle with the reservoir for crosslinking agent connected and is arranged in the spray head itself with respect to the direction of the mass throughput in front of a mixing part. An extruder provided with this extruder head allows higher production speeds to be achieved, since that which is to be crosslinked Well reaches the crosslinking medium at a higher than usually possible working temperature, which is why the crosslinking time is shortened significantly. Due to the short work path to the ejection through the mouthpiece of the spray head On the other hand, the crosslinking cannot proceed so far that crosslinking to the wall of the Could take place delivery cylinder in the spray head. In contrast, the crosslinking agent was used in the previous procedure the mass to be processed during its production

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zugegeben. Ein mit dem erfindungsgemäßen Spritzkopf versehener Extruder zum Verarbeiten von Kunststoff weist darüber hinaus den weiteren wesentlichen Vorteil auf, daß beim Stillsetzen des Extruders nur ein Vergleichpreise kurzer Massestrang aus dem Mundstück des Spritzkopfes ausgedrückt werden muß, um ein Vernetzen und Aushärten des Kunststoffes im Extruder zu yermeiden. Der Spritzkopf nach der Erfindung ermöglicht vergleichsweise höhere Durchsätze und kürzere Vernetzungszeiten und somit höhere Fertigungsgesehwindigkeiten. Verglichen mit einem Extruder ohne einen Spritzkopf nach der Erfindung wird die zu verarbeitende Masse außerdem besser plastifiziert und homogenisiert.admitted. An extruder provided with the injection head according to the invention for processing plastic has in addition, the further significant advantage that when the extruder is shut down, only a comparison price is shorter Strand of mass must be expressed from the mouthpiece of the spray head in order to cross-link and harden the plastic to avoid in the extruder. The spray head according to the invention enables comparatively higher and shorter throughputs Networking times and thus higher production speeds. Compared to an extruder without a die head According to the invention, the mass to be processed is also better plasticized and homogenized.

Das Mischteil kann eine auf die Mischfunktion besonders abgestimmte Schnecke sein, da das Fördern des zu mischenden Gutes bereits durch den Druck des aus dem Extruder aufgegebenen Gutes bewirkt werden kann. Das Mischteil kann aber auch lediglich aus einer Welle mit aufgesetzten bzw. angeformten Zahnkränzen bestehen. Verständlicherweise eignen sich darüber hinaus auch andere, an sich bekannte statische Mischvorrichtungen.The mixing part can be a screw specially adapted to the mixing function, since the conveying of the material to be mixed Good can already be brought about by the pressure of the goods fed in from the extruder. The mixing part can, however also consist only of a shaft with attached or molded gear rims. Understandably suitable In addition, there are also other static mixing devices known per se.

Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Spritzkopf im rechten Winkel am Mundstück des Extruders angeordnet ist und im wesentlichen aus einer drehbar und seitlich zu ihrer Achse verschiebbaren Pinole in einem Pinolenhalter mit Einspritzdüse besteht, hinter der die Pinole als Schnecke ausgebildet ist. Eine im äußeren Aufbau ähnliche Einrichtung weist eine Schnecke vor einer Zuführungsstelle zu einem zu bearbeitenden Gut auf (US-PS 2 740 988). Die bekannte Einrichtung dient dazu, Drähte mit Kunststoff zu Ummanteln, wozu senkrecht zum Ausgang eines Extruders Draht in der Achse einer Schnecke hindurchgeführt wird, dem das Ummantelungsgut in einem Konusringspalt mittels der Schnecke zugeführt wird.A favorable embodiment of the invention consists in that the injection head is at right angles to the mouthpiece of the extruder is arranged and essentially from a rotatable and laterally displaceable to its axis quill consists in a quill holder with injection nozzle, behind which the quill is designed as a screw. One in A device similar to its external structure has a screw in front of a feed point to a machine to be processed Good on (U.S. Patent 2,740,988). The known device is used to sheath wires with plastic, including perpendicular to the exit of an extruder wire is passed in the axis of a screw, to which the material to be sheathed in a conical ring gap is fed by means of the screw.

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Zum Antrieb der Pinole im Spritzkopf nach der Erfindung ist es vorteilhaft, vor der Mischdtise die Pinole mit einem Zahnkranz zu umgeben, in den ein achsparallel zur Pinole gelagertes Antriebsmittel eingreift.For driving the quill in the spray head according to the invention it is advantageous to clean the quill with a To surround ring gear, in which engages a drive means mounted axially parallel to the quill.

Anstelle einer Einspritzdüse mit einer einzelnen Einspritzöffnung kann eine als Dtisenkranz ausgebildete Einspritzdüse verwendet werden, um über den umfang verteilt eine gleichmäßige Zuführung zu erzielen. Durch mehrere hintereinander liegende Düsenkränze können weitere Stoffe wie Treibmittel oder Farbstoffe zugegeben werden. Es wird dann bei einer solchen Anordnung der wesentliche Vorteil ausgenutzt, daß bei einem beabsichtigten Wechsel der Stoffzugabe oder der zuzugebenden Menge sowie auch beim Stillsetzen der Anlage nur ein kurzer Massestrang in der Fertigung verloren geht.Instead of an injection nozzle with a single injection opening, an injection nozzle designed as a nozzle ring can be used can be used to achieve an even feed over the circumference. Through several in a row Horizontal nozzle rings can be used to add other substances such as propellants or dyes. It will then be at such an arrangement exploited the essential advantage that with an intended change of the addition of substance or of the amount to be added and also when the system is shut down, only a short strand of mass is lost in production goes.

Der Spritzkopf soll nun anhand eines in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels weiter erläutert werden.The spray head is now to be continued with the aid of an exemplary embodiment shown roughly schematically in the drawing explained.

Der Spritzkopf ist so wiedergegeben, wie er bei einem Viertelschnitt in Längsrichtung gesehen wird. Mit dem Kopfflansch 1 kann der Spritzkopf im rechten Winkel am Mündstück eines Extruders montiert werden. Mit 20 ist eine symbolische Darstellung der Schnecke des Extruders bezeichnet. Nach Montage an einem Extruder wird im Betrieb ein Massestrom in Richtung des Pfeiles 2 in den Spritzkopf eingegeben. Am Kopfflansch 1 schließt sich das Kopfgehäuse 3 und der Pinolenhalter 4> das Herzstück des Spritzkopfes an. In ihm ist die seitlich zu ihrer Achse verschiebbare Pinole 5 drehbar geführt. Der Pinolenhalter 4 läßt zur Hohlwelle 10 einen Ringspalt frei, der dem Massestrom als Transportkanal dient. Hinter der Einspritzdüse 9 ist die Pinole 5 als Mischteil 8 ausgebildet, bzw. sie trägt in diesem Bereich einen Schneckenkörper. Mittels der Lager 12 wird die Hohlwelle 10 undThe spray head is shown as it is seen in a quarter section in the longitudinal direction. With the Head flange 1, the spray head can be mounted at a right angle on the mouthpiece of an extruder. At 20 is a symbolic representation of the screw of the extruder. After mounting on an extruder a mass flow in the direction of arrow 2 is entered into the spray head during operation. Closes at the head flange 1 the head housing 3 and the quill holder 4> the heart of the spray head. The quill 5, which is laterally displaceable to its axis, is rotatably guided in it. Of the The quill holder 4 leaves an annular gap free for the hollow shaft 10, which is used as a transport channel for the mass flow. Behind of the injection nozzle 9, the quill 5 is designed as a mixing part 8, or it carries a screw body in this area. By means of the bearings 12, the hollow shaft 10 and

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somit die Pinole 5 drehbar gehalten. Die Pinole 5 läuft in den konischen Nippel 6 aus, der zu dem vom Mundstückhalter 7 gehaltenen Mundstück einen sich verjüngenden Eingspalt frei läßt. Die Einspritzdüse 9 weist an ihrem Zuführungskanal im einzelnen nicht wiedergegebene Mittel auf, um die Verbindung zum Vorratsbehälter 21 für Vernetzungsmittel herzustellen.thus the quill 5 is rotatably held. The quill 5 runs into the conical nipple 6, which has a tapering gap to the mouthpiece held by the mouthpiece holder 7 releases. The injection nozzle 9 has on its feed channel means not shown in detail, to establish the connection to the storage container 21 for crosslinking agent.

Der Antrieb des Mischteils 8, eine Welle mit Zahnkränzen, erfolgt über die Hohlwelle 10, die vor der Mischdüse 9 von einem Zahnkranz 13 umgeben ist, in dem ein achsparallel zur Pinole gelagertes Antriebsmittel 14 eingreift. Das Antriebsmittel kann beispielsweise ein auf einer Welle gehaltenes geeignetes Zahnrad sein, das durch einen Motor über die Welle angetrieben wird. Durch entsprechendes Verändern der Drehzahl läßt sich eine gewünschte Mischwirkung einstellen.The drive of the mixing part 8, a shaft with toothed rings, takes place via the hollow shaft 10, which is located in front of the mixing nozzle 9 is surrounded by a ring gear 13 in which a drive means 14 mounted axially parallel to the quill engages. That Drive means can for example be a suitable gear held on a shaft, which is driven by a motor is driven via the shaft. A desired mixing effect can be achieved by changing the speed accordingly to adjust.

Dem Mundstück mit dem Mundstückhalter 7 kann sich in bekannter Weise eine Aufheizzone anschließen, wo die mit Vernetzungsmittel versehene Masse beispielsweise durch Dampfheizung auf eine solche Temperatur gebracht wird, daß in einer anschließenden Form das erwünschte Kunststoff produkt aus vernetztem Material erzielt wird.The mouthpiece with the mouthpiece holder 7 can be followed in a known manner by a heating zone where the with Compound containing crosslinking agents is brought to such a temperature, for example by steam heating, that the desired plastic product made of crosslinked material is achieved in a subsequent form.

5 Patentansprüche
1 Figur5 claims
1 figure

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Claims (5)

- 5 - VPA 75/4719 Patentansprüche - 5 - VPA 75/4719 patent claims ί\J Spritzkopf für Extruder, in denen Zusätze durch eine Einspritzdüse zugegeben und mittels Schnecke dem Arbeitsgut zugemischt werden,dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse mit dem Vorratsbehälter für Vernetzungsmittel verbunden und im Spritzkopf selbst bezüglich der Sichtung des Massedurchsatzes vor einem Mischteil angeordnet ist. ί \ J Injection head for extruders in which additives are added through an injection nozzle and mixed with the work material by means of a screw, characterized in that the injection nozzle is connected to the storage container for crosslinking agent and is arranged in the injection head itself with regard to the inspection of the mass throughput in front of a mixing part. 2. Spritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzkopf im rechten Winkel am Mundstück des Extruders angeordnet ist und im wesentlichen aus einer drehbar und seitlich zu ihrer Achse verschiebbaren Pinole (5) in einem Pinolenhalter (4) mit Einspritzdüse (9) besteht, hinterher die Pinole (5) als eine Welle mit Zahnkränzen (8) ausgebildet ist.2. Injection head according to claim 1, characterized in that the injection head at right angles to the mouthpiece of the extruder is arranged and essentially consists of a rotatable and laterally displaceable to its axis The quill (5) consists of a quill holder (4) with injection nozzle (9), followed by the quill (5) is designed as a shaft with toothed rings (8). 3. Spritzkopf nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Mischdüse die Pinole (5) mit einem Zahnkranz (13) umgeben ist, in dem ein achsparallel zur Pinole gelagertes Antriebsmittel (14) eingreift.3. Injection head according to claims 1 and 2, characterized in that that in front of the mixing nozzle, the quill (5) is surrounded by a ring gear (13) in which a drive means (14) mounted axially parallel to the quill engages. 4. Spritzkopf nach den Ansprüchen 1 μηά 2, gekennzeichnet durch einen Düsenkranz.4. Injection head according to claims 1 μηά 2, characterized through a nozzle ring. 5. Spritzkopf nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch mehrere hintereinander angeordnete Düsenkränze·5. Injection head according to Claims 1 and 2, characterized by several nozzle rings arranged one behind the other 409884/1214409884/1214 -fc.-fc. LeerseiteBlank page
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