DE2418107A1

DE2418107A1 - Schneckenpresse

Info

Publication number: DE2418107A1
Application number: DE2418107A
Authority: DE
Inventors: Norbert Coster
Original assignee: SOFISA
Current assignee: SOFISA
Priority date: 1973-06-22
Filing date: 1974-04-13
Publication date: 1975-01-23
Also published as: ATA354574A; CH551853A; GB1428058A; NL7407293A; FR2234124B1; AT339582B; JPS50135166A; SE405336B; FR2234124A1; SE7406418L; IT1018599B

Description

Firma SOFISA, 15, Boulevard Roosevelt,
Luxemburg

Schneckenpresse

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Schneckenpresse
zum Verarbeiten von thermoplastischen Kunststoffen durch Fördern, Plastifizieren und Mastifizieren mit anschließendem Extrudieren,: mit einer ein- oder mehrgängigen Schnecke im Einzugsbereich und ; einer sich daran anschließenden, mindestens zweigängigen Schnek-! ke, zwischen deren Schneckenstegumfang und der Innenwand des j Schneckenzylinders ein Strömungsspalt vorhanden ist und das Gut ; in seiner viskosen Endphase zur Ausstoßöffnung gelangt. j

Bekannt ist eine Schneckenpresse dieser Art, bei wel- ; eher der Schneckensteg des zweiten Schneckenganges an derjenigen; Stelle beginnt, an der das Gut im Strömungsspalt seine viskose ! Endphase erreicht, wobei der Durchflußquerschnitt der einen Hut j zwischen den benachbarten Schneckenstegen der beiden Schnecken- ;

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gänge von dieser Stelle an in Förderrichtung von Null auf einen Größtwert am vorderen Schneckenende zunimmt, während der Durchflußquerschnitt der anderen, im Bereich der Beschickungsöffnung ^: einzigen Hut von der betreffenden Stelle an in Förderrichtung vom Größtwert auf Null am Förderende abnimmt. Diese bekannte ' ; Schneckenpresse hat sich in der Praxis außerordentlich gut be- : währt; sie hat den Vorteil, sämtliche Masseteilchen gleichmäßig zu verarbeiten und ein homogenes, aufgeschlossenes Extrudat sicherzustellen. Das Schmelzvermögen dieser Schneckenpresse ist j etwa 40 % höher als dasjenige der herkömmlichen Vorrichtungen, ■ Mit dieser Schneckenpresse kann man mit größeren Geschwindig- ; keiten arbeiten und damit auch höhere Fördermengen erzielen, · ohne daß ein inhomogenes Material, kalte Stellen oder unver- ■ mischte Teile an der Düse zu verzeichnen wären. I

Bekannt ist auch eine Schneckenpresse, bei welcher eine Mischkammer durch schraubenförmige, in die Oberfläche eines! als Rotationskörper geformten Domes und in die Innenwand eines den Dorn eng umschließenden Gehäuses eingearbeitete Nut gebildet! »wird und bei welcher eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung am Eingang und Ausgang der Mischkammer vorgesehen ist. Dabei sind die Dorn- und Gehäusenuten zueinander gegenläufig.

Bei der an erster Stelle genannten, an sich bekannten Schneckenpresse ist die Erwärmung des Materials bei hohen Drehgeschwindigkeiten als nachteilig empfunden worden. Erhöhte Drehgeschwindigkeiten führen bekanntlich zu einer übermäßigen Erwärmung und damit Zersetzung des zu verarbeitenden Materials. Überdies ist es schwierig, das gewünschte Profil nach dem Austritt aus der Düse beizubehalten, da das Material zusammenfällt.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese bekannte Schnecken presse so zu verbessern, daß durch zwangsläufige Förderung des Granulates mit niedrigen Schneckendrehzahlen gearbeitet werden kann, so daß die Gefahr einer Beeinträchtigung der Qualität des zu verarbeitenden Materials mit Sicherheit beseitigt wird.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem die ein- oder mehrgängige Schnecke umgebenden Schneckenzylinder eine oder mehrere Wüten eingearbeitet sind, daß der Schneckensteg des zweiten Schneckenganges der mindestens zweigängigen Schnecke etwa an derjenigen Stelle beginnt, an welcher das Gut im Strömungsspalt seine viskose Endphase erreicht, und daß der Durchflußquerschnitt der einen Hut zwischen den benachbarten Schneckenstegen der beiden Schneckengänge von dieser Stelle an in Förderrichtung von Null auf einen Größtwert ' zunimmt, während der Durchflußquerschnitt der anderen, zwischen den Schneckenstegen liegenden Hut, von der betreffenden Stelle an in Förderrichtung vom Größtwert auf Null abnimmt.

Nach einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schnecke mit einer einzigen Nut in dem die ein- oder mehrgängige Schnecke umgebenden Schneckenzylinder, ist die Hut als eingängige Wendel ausgebildet.

Vorteilhaft ist die Nut gegenläufig zu der ein- oder mehrgängigen*Schnecke.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat der Senneckensteg, welcher die Hut mit dem in Förderrichtung von Null an zunehmenden Durchflußquerschnitt bergwärts begrenzt, ^: einen größeren Durchmesser als der diese Hut talwärts begrenzen-j de Schneckensteg.

Durch die besondere Ausbildung der Schnecke im Einzugsjbereich ist eine zwangsläufige Bewegung des Granulates sicher- j gestellt. Diese Zwangsläufigkeit erlaubt eine Fördermenge, die unabhängig vom Gegendruck im Spritzkopf proportional der Drehgeschwindigkeit der Schnecke ist. Die Fördermenge kann dabei so groß gewählt werden, daß die Wahl einer hohen Drehzahl zum Erreichen dieses Zieles entbehrlich wird. Infolgedessen kann die Drehzahl der Schnecke für eine bestimmte Fördermenge entsprechend niedriger gehalten werden. Überdies kann dadurch auch

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die yon der¹ Schnecke in der Ilasse erzeugte Reibungswärme niedrig gehalten werden. Sie verteilt sich auf eine größere Fördermenge,! wobei die Spritzmasse kalter wird, was bei höheren Drehzahlen
erwünscht ist.

Wie bekannt, erlauben die herkömmlichen glatten Zylinderwände eine derartige Zwangsläufigkeit nicht, denn das Haterisjl kann sich zusammen mit der Schnecke drehen und die Reibung im
glatten Zylinder reicht bei weitem nicht aus, um den Gegendruck ^; der Masse zu überwinden. ■

Längsnuten im Schneckenzylinder geben bekanntlich eins ungleich bessere Zwangsläufigkeit. Die Granulate können sich in diesen Längsnuten festhaken, wobei das Schneckengewinde die
festgepreßte Hasse talwärts fördert. Die Kennlinie der Schnecke \ wird "härter". :

¥endelförmige Buten in der Zylinderwand ergeben eine
noch bessere Zwangsläufigkeit als Längsnuten. Diese liuten sind
linksgängig, wenn das Schneckengewinde rechtsgängig ist, und
umgekehrt, lilerm das Material die Neigung hat, sich zusammen mit der Schnecke zu drehen, wird es von den wendeiförmigen liuten der¹, eingängigen Schnecke nach vorn befördert, Denkt man sich die \ verdichtete Granulatmasse als Mutter, so wird sie mit der halben! Schneckendrehgeschwindlgkelt verdreht und zwangsläufig in Aus- j tragsrlchtung bewegt. j

Durch die im Einzugstiereich liegende, vorzugsweise
eingängige Schnecke wird also eine Zwangsförderung erreicht,
während der nachgeschalteten, mindestens zweigängigen Scianecke
die Aufgabe zugeteilt wird, das Material homogen zu verarbeiten.

In der Zeichnung ist ein Äusfünrungsbelsplel der
Schnecke mit Schneckenzylinder cLei* erfindungsgemäßen Schneckenpresse schematise!! dargestellt.

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Mit 1 ist der Auf nähmetrichter bezeichnet, über welchen das Material in die Schneckenpresse eingeführt wird. Wie
die Zeichnung deutlich zeigt, besteht die Schnecke aus zwei
Teilen, nämlich aus der eingängigen Schnecke 2 und der zweigängigen Schnecke 3.

Die eingängige Schnecke 2 liegt im Einzugsbereichj
sie kann auch mehrgängig ausgeführt werden.

Hingegen schließt sich die zweigängige Schnecke 3
an die eingängige Schnecke 2 an und reicht bei der dargestellten Ausführungsform bis zum Austragsende. Es liegt im Rahmen . der Erfindung, diese zweigängige Schnecke auch kürzer auszuführen, so daß sie in einem beliebigen Abstand vor der Schneckenspitze aufhört.

Die eingängige Schnecke 2 wird von einem Schneckenzylinder 4 umgeben, in welchen eine eingängige, wendeiförmige ■ Nut 5 eingearbeitet ist. Man kann diese Hut 5 auch mehrgängig ι ausbilden bzw. durch Längsnuten ersetzen. :

Zweckmäßig ist die Hut 5 gegenläufig zu der Schnecke 2; wenn also die Nut 5 rechtsgängig ist, dann ist die Schnecke 2
linksgängig, und umgekehrt. j

Mit den Bezugsziffern 6, 7 sind die beiden Schnecken- I gänge der zweigängigen Schnecke 3 bezeichnet. Dabei beginnt der '■ Schneckensteg 7 des zweiten Schneckenganges der zweigängigen j Schnecke 3etwa an derjenigen Stelle, an welcher das Gut im j Strömungsspalt seine viskose Endphase erreicht. Der Durchfluß- | querschnitt der einen Nut 9 zwischen den benachbarten Schnecken-i Stegen 6, 7 der beiden Schneckengänge nimmt dabei von dieser j Stelle an in Förderrichtung von Null auf einen Größtwert zu, j während der Durchflußquerschnitt der anderen, zwischen den ; Schneckenstegen 6, 7 liegenden Nut von der betreffenden Stelle \ an in Förderrichtung vom Größtwert auf Null abnimmt. _ 6 - !

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Der Schneckensteg 6, welcher die Hut 9 mit dem in Förderrichtung von Hull an zunehmenden Durchflußquerschnitt nach hinten "begrenzt, hat dabei einen größeren Durchmesser als der diese Hut 9 nach vorne begrenzende Schneckensteg 7. ·

Die "besondere Ausbildung der Schnecke 2 und des Schneckenzylinders 4 ergibt einen Zwangstransport des Granulates im Einzugsbereich der Schnecke. Sobald das Material etwa diejenige Stelle erreicht hat, an welcher es im Strömungsspalt seine viskose Endphase erreicht hat, wird es entsprechend dem Grad seiner "Viskosität aus der Nut 8 in die Wut 9 gepreßt, wobei; diese Nut 9 die Funktion eines Sammelraumes übernimmt, aus welchem das aufgeschlossene, flüssige Material in Richtung des Austragsendes der Schneckenpresse schnell abgeführt wird.

- Patentansprüche -

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 J Schneckenpresse zum Verarbeiten von thermoplastischen Kunststoffen durch Fördern, Plastifizieren und liastifizieren mit anschließendem Extrudieren, mit einer ein- oder mehrgängigen Schnecke im Einzugsbereich und einer sich daran anschließenden, mindestens zweigängigen Schnecke, zwischen deren Schneckenstegumfang und der Innenwand des Schneckenzylinders ein Ströfflungsspalt vorhanden ist und das Gut in seiner viskosen Endphase zur Ausstoßöffnung gelangt, dadurch gekennzeichnet , daß in dem die ein- oder mehrgängige Schnecke (2) umgebenden Schneckenzylinder (4)

: eine oder mehrere Hüten (5) eingearbeitet sind, daß der Schneckensteg (7) des zweiten Schneckenganges der mindestens

: zweigängigen Schnecke (3) etwa an derjenigen Stelle beginnt, an welcher das Gut im Strömungsspalt seine viskose Endphase erreicht, und daß der Durchflußquerschnitt der einen Hut (9) zwischen den benachbarten Schneckenstegen (6, 7) der beiden Schneckengänge von dieser Stelle an in Förderrichtung von iiull auf einen Größtwert zunimmt, während der Durchflußquerschnitt der anderen, zwischen den Schneckenstegen (6, 7) ^: liegenden Mut (8) von der betreffenden Stelle an in Förderrichtung vom Größtwert auf Mull abnimmt. ;
2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, mit einer einzigen Mut in | dem die ein- oder mehrgängige Schnecke umgebenden Schneckenzylinder, dadurch gekennzeichnet,] daß die Hut (5) als eingängige Wendel ausgebildet ist. j

3· Schneckenpresse nach Anspruch 2, dadurch ge- j kennzeichnet , daß die Hut (5) gegenläufig zu der]

ein- oder mehrgängigen Schnecke (2) ist.

- A 2 -

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4« Schneckenpresse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Schneckensteg (6), welcher die Hut (9) mit dem in Förderrichtung von Juli an zunehmenden Durchflußquerschnitt bergwärts "begrenzt, einen größeren Durchmesser als der diese Nut (9) talwärts "begrenzende Schneckensteg (7) hat.

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