DE2459209A1

DE2459209A1 - Schnecke fuer kunststoffextruder

Info

Publication number: DE2459209A1
Application number: DE19742459209
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Weber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-12-14
Filing date: 1974-12-14
Publication date: 1976-06-16
Also published as: DE2459209C2

Description

Schnecke für Kunststoffextruder" Bei der Verarbeitung von Kunststoffen auf Extrudern muß der Kunststoff entlang seines Weges durch die Maschine auf seine optimalen Verarbeitungstemperaturen gebracht werden. Dazu ist Wärmezufuhr und/oder Wärmeabfuhr notwendig. Diese thermische Beeinflussung kann von außen über den Zylinder und von innen über die Schnecke erfolgen. Während eine thermische Beeinflussung von außen durch den Zylinder keine Probleme bietet, treten bei der Schnecke aus räumlichen Gründen Schwierigkeiten auf. Verhältnismäßig einfach wäre eine Beheizung der Schnecke mittels elektrischer Heizelemente. Da aber fast ausschließlich eine Kühlung der Schnecke, und diese insbesondere an Stellen mit Temperaturen, die gefährdend auf den Kunststoff einwirken, notwendig ist, muß mit strömenden Medien gearbeitet werden.
Wenn man von einer Beeinflussung der Schneckentemperatur durch Luft absieht, gibt es nur eine Wärmezu- oder -abfuhr durch flüssige Medien, insbesondere geeignete Öle. Die Zu- und Ableitung dieser Medien nach bzw. von den sich drehenden Schnecken hat an der Übergangsstelle die Verwendung von Dichtelementen zur Voraussetzung; diese müssen unter den Bedingungen eines notwendigen Betriebsdruckes und einer vorgegebenen Temperatur arbeiten.
In der konstruktiven Ausbildung der Dichtelemente ist man insbesondere bei Doppelschnecken räumlich sehr beengt. Das hat zur Folge, daß Ölverlust und Verschmutzung durch Lecköl nicht vermeidbar sind. Hinzu kommt der Ölverlust und die Verschmutzung durch das bei dem notwendigen Schneckenwechsel auslaufende Öl.
Durch die deutsche Patentschrift 1 267 833 ist eine komplikationslose Lösung bekannt, die mit einem geschlossenen Flüssigkeitskreislauf innerhalb der Schnecke arbeitet. Sie arbeitet sehr gut, läßt jedoch eine Steuerung von außen ohne weiteres nicht zu.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine betriebssichere, einfache, ohne Dichtungselemente arbeitende und von außen beeinflußbare, gegebenenfalls steuer- bzw. regelbare Temperaturführung der Schnecke anzugeben.
Zur Erreichung des erstrebten Zieles wird von einer Schnecke für Kunststoffextruder mit Wärmeträgerumlauf in einem axial verlaufenden geschlossenen Hohlraum ausgegangen. An einer solchen Schnecke besteht die Erfindung darin, daß der Wärmeträgerumlauf an einen Wärmetauscher angeschlossen ist, der an der der Schneckenspitze gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Vorteilhafterweise wird der Wärmetauscher unmittelbar mittels der Schnecke, vornehmlich einer Verlängerung derselben gebildet.
Dem Wärmetauscher empfiehlt es sich, ein warm- und/oder kaltluftführendes Gebläse zuzuordnen. Gegebenenfalls kann dem Wärmetauscher aber auch eine Flüssigkeitskühl- und/oder -heizeinrichtung zugeordnet werden.
Besonders günstig ist es, wenn ein das Gebläse bzw. die Flüssigkeitskühl - und/oder -heizeinrichtung beeinflussender Regler vorhanden ist. Diesem kann dann als Eingangsgröße die Temperatur der Schnecke an festgelegter Stelle derselben, beispielsweise an der Spitze dienen.
Die durch den Wärmeträgerumlauf innerhalb der Schnecke transportierte Wärme kann einerseits von dem Wärmetauscher aus ihren Ausgang nehmen, sie kann aber auch anderseits nach diesem hin transportiert werden. Auf diese Weise wird ermöglicht, daß zusätzlich zu der eigenen Temperaturbeeinflussung durch das im Schneckeninnenraum umlaufende Medium noch eine thermische Beeinflussung von außen über den Wärmetauscher an der Schnecke erzielt werden kann. Unter Heranziehung des Wärmetauschers läßt sich so die Temperaturkorrektur, welche das im Inneren der Schnecke umlaufende Medium an den vorgesehenen Schneckenstellen bereits erbringt, noch intensiver gestalten. Vor allem wird es möglich, die Temperatur der Schnecke an diskreten Stellen derselben von außen zu steuern bzw. zu regeln.
Der Wärmeträgerumlauf kann nach dem deutschen Patent 1 267 833 erzielt werden. Es ist jedoch auch möglich, hierzu ein Wärmerohr heranzuziehen.
Wenn es sich darüm handelt, die Temperatur an vorgesehenen Stellen nach vorgegebenen Werten zu führen, wird an diesen Stellen vorteilhafterweise die Temperatur innerhalb der Schnecke oder außerhalb im Kunststoff gemessen und einem Anzeigegerät übermittelt, so daß unschwer über den Wärmetauscher korrigierende Wärme zugeleitet oder abgeleitet werden kann.
Besonders günstig ist es freilich, wenn die Beeinflussung der Temperatur über einen Regler selbsttätig durchgeführt wird.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, die eine erfindungsgemäße Schnecke unter Heranziehung des Wärmeträgerumlaufs nach der deutschen Patentschrift 1 267 833 veranschaulicht.
Die Schnecke 1 weist eine axial verlaufende geschlossene Bohrung 2 auf, in der eine Förderspirale 3 mit einem Zentralrohr 5 fest angebracht ist. Das Zentralrohr 5 ist an seinen beiden Stirnseiten offen. Die Bohrung 2 ist etwa zur Hälfte mit Wasser gefüllt, was auf der Zeichnung allerdings nicht dargestellt ist.
Am zugänglichen maschinenseitigen Ende ist die Schnecke als Wärmetauscher 4 ausgebildet. Dieser kann von der Luft aus dem Gebläse 9 umströmt werden.
Sobald die Schnecke 1 in Drehbewegung versetzt wird, an der auch die Förderspirale 3 und das Zentralrohr 5 teilnehmen, wird der flüssige Wärmeträger innerhalb des im Zentralrohr 5 und dem Innenmantel der Bohrung 2 vorhandenen Ringzylinderraumes in axialer Richtung der Schnecke, beispielsweise im Sinne des Pfeiles A gefördert. Der nach der Schneckenspitze 6 geförderte Teil des Wärmeträgers wird in das Innere des Zentralrohres 5 gedrückt und gezwungen, in Richtung des Pfeiles B das Zentralrohr 5 zu durchfließen, um im Bereich 11 den Innenraum des Zentralrohres 5 zu verlassen und erneut der Förderung durch den Ringzylinderraum unterworfen zu werden. Auf diese Weise wird eine Umlaufbewegung des Wärmeträgers erreicht, indem dieser außen entlang des Zentralrohres 5 im Sinne des Pfeiles A und innerhalb des Zentralrohres 5 im Sinne des Pfeiles B geführt wird. Bei dieser Bewegung kann der Wärmeträger der Schneckenspitze 6 Wärme entziehen und im Bereich des Wärmetauschers 4 Wärme an die Schnekke abgeben. Durch Zuleitung von Kühlluft über das Gebläse 9 kann der Schnecke im Bereich des Wärmetauschers 4 Wärme entzogen werden. Mithin läßt sich über den Wärmetauscher 4 die Temperatur des in der Bohrung 2 umlaufenden Wärmeträgers beeinflussen.
Wenn nicht nur eine Kühlung, sondern eine Regelung der Temperatur im Bereich der Schneckenspitze 6 erreicht werden soll, dann kann ein Regler 10 vorgesehen werden, von dem aus die Drosselklappe 8 aufgrund von Temperaturmessungen mittels des Thermofühlers 7 verstellt wird, wobei die Meßwerte über eine nichtgezeigte Leitung vom Thermofühler 7 nach den Schleifringen 7 r geführt und von hier dem Regler 10 eingegeben werden. Durch die Verstellung der Drosselklappe 8 kann der Kühlluftstrom am Wärmetauscher 4 so eingestellt werden, daß die Temperatur an der Schneckenspitze 6 auf einer gewünschten Höhe konstant bleibt.

Claims

Ansprüche

1. Schnecke für Kunststoffextruder mit Wärmeträgerumlauf in einem axial verlaufenden geschlossenen Hohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträgerumlauf an einen Wärmetauscher (4) angeschlossen ist, der an der der Schneckenspitze (6) gegenüberliegenden Seite der Schnecke (1) angeordnet ist.

2. Schnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (4) unmittelbar mittels der Schnecke (1), vornehmlich einer Verlängerung derselben gebildet ist.

3. Schnecke nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmetauscher (4) ein warm- und/oder kaltluftführendes Gebläse (9) zugeordnet ist.

4. Schnecke nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmetauscher (4) eine Flüssigkeitskühl- und/ oder -heizeinrichtung zugeordnet ist.

5. Schnecke nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Gebläse (9) bzw. die Flüssigkeitskühl- und/oder -heizeinrichtung beeinflussender Regler (10) vorhanden ist.

6. Schnecke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Eingangsgröße des Reglers (10) die Temperatur der Schnecke an festgelegter Stelle, beispielsweise an der Schneckenspitze (6) dient.