DE2521774A1

DE2521774A1 - Vorrichtung zum aufbereiten und strangpressen von thermoplastischen kunststoffen

Info

Publication number: DE2521774A1
Application number: DE19752521774
Authority: DE
Inventors: Juergen Hussmann; Dieter Dipl Ing Dr Kurth
Original assignee: EICKHOFF KLEINEWEFERS KUNSTSTO
Current assignee: EICKHOFF KLEINEWEFERS KUNSTSTO
Priority date: 1975-05-16
Filing date: 1975-05-16
Publication date: 1976-11-25

Description

Vorrichtung zum Aufbereiten und Strangpressen von thermoplastischen Kunststoffen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufbereiten und Strangpressen von thermoplastischen Kunststoffen, bestehend aus Planetwalzenextruder mit Zentralachnecke, die Zentraischnecke umgebenden Planetenspindeln und vorgeschaltetem Einschneckenftlllextruder, wobei die Planetenspindeln als mit der Zentraischnecke känende Schneckenspindeln ausgebildet sind.
Vorrichtungen dieser Gattung sind bekannt. Bei ihnen führt der Einschneckenfüllextruder das Gut dem Planetwalzenextruder zu, der im wesentlichen als Plastifizier- und Homogenisieraggregat ausgebildet ist. Trotz der kurzen Baulänge und der dadurch bedingten geringen Verweilzeit nimmt das Gut in den Spalten der miteinander kämmenden Schneckengänge des Planetwalzenteils die erforderliche Plastifiziertemperatur an und wird durch die Rotation der Zentral schnecke und der Planetenspindeln in den Schneckengängen einer stetigen Scherbeanspruchung unterworfen, so daß auf dem Förderweg eine sehr gute Homogenisierung und Dispergierung des aus Pigmenten, Füllstoffen und Verarbeitungshilfen bestehenden Gutes erreicht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend beschriebene Vorrichtung zu verbessern und so auszubilden, daß sie sich den unterschiedlichsten Verarbeitungsbedingungen des Gutes anpassen läßt.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von der eingangs beschriebenen Einrichtung aus und schlägt vor, den Planetwalzenteil der Vorrichtung aus mindestens zwei Baueinheiten mit je einem eigenen Zylinderteil, eigenen Planetenspindeln und eigener Zentralschnecke herzustellen, die hintereinanderliegend durch ihre Zylinder und durch ihre miteinander gekuppelten Zentralschneckenabschnitte miteinander vereinigt sind. Der Planetwalzenteil einer so ausgebildeten Vorrichtung läßt sich durch Aneinanderreihen mehrerer Baueinheiten in seinen Längenabmessungen im Rahmen bestimmter Grenzen nach verfahrenstechnischen und fertigungstechnischen Gesichtspunkten auslegen und dadurch selbst bei gleichbleibender Drehzahl neben der Verweilzeit des Gutes auch der Misch- und Kneteffekt der Vorrichtung im gewünschten Sinn beeinflussen.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal können die Steigungswinkel der Planetenspindeln und der Zentralschnecke und/oder die Gangvolumen benachbarter Baueinheiten unterschiedlich sein, beispielsweise um die Einzugsverhältnisse zu verbessern und/oder um am Ausstoßende des Planetwalzenteils eine höhere Kompression des Gutes aufzubauen. Auch kann durch je einen zwischen den einzelnen Baueinheiten befindlichen, die Planetenspindeln auf der Ausstoßseite stirnseitig abdeckenden Anlaufring, der eine sich in Förderrichtung bis auf den Bohrungsdurchmesser des anschließenden Zylinderteiles erweiternde Bohrung aufweist, der Druckaufbau innerhalb des Planetwalzenteils gesteuert und die auf die einzelnen Planetenspindeln einwirkende Axiallast aufgenommen werden.
Dieser Anlaufring kann auch zwischen den aufeinanderfolgenden Zentralschnecken der einzelnen Baueinheiten angeordnet und sich in Förderrichtung kegelstumpfförmig verjüngend ausgebildet sein. In diesem Fall werden die die Lagerung der Schnecke des Füllextruders belastenden Axialkräfte reduziert, da die auf die Planetenspindeln einwirkenden Axialkräfte entgegengesetzt gerichtet sind und über den Anlaufring auf die Zentralichnecke übertragen werden.
Weiterhin können die einzelnen Zylinderteile Radialbohrungen aufweisen, die, gegebenenfalls durch den Anlaufring hindurch, in den Zwischenraum einmünden, der von den Stirnseiten der Planetenspindeln benachbarter Baueinheiten begrenzt wird. Diese Bohrungen, die mit weitgehend drucklosen Bereichen der Zylinderbohrung verbunden sind, dienen entweder als Entgasungsbohrungen oder aber es kann durch sie die Zugabe einzelner Komponenten des zu verarbeitenden Gutes erfolgen.
Weiterhin ist es möglich, die Vorrichtung mit zwei auf gegenüberliegenden Stirnseiten des Ausstoßteiles liegenden Planetwalzenextrudern auszurüsten, die mit je einem eigenen Einschneckenfüllextruder versehen sind. Dabei empfiehlt es sich, die beiden Planetwalzenextruder mit gegenläufig geschnittenen Zentralschnecken und Planetenspindeln auszurüsten und die Zentralschnecken vorzugsweise miteinander zu kuppeln und gleichsinnig anzutreiben. Vorrichtungen dieser Art lassen sich, wenn man ihre Planetwalzenteile miteinander kuppelt, mit einem gemeinsamen Antrieb oder, im ungekuppelten Zustand, mit zwei voneinander unabhängigen Antrieben ausrüsten, die die beiden Hälften der Vorrichtung einzeln antreiben. Ferner können die beiden Hälften der Vorrichtung ihren Materialstrom über je eine eigene oder über eine gemeinsame Ausstoßöffnung extrudieren, wobei ein weitgehender Ausgleich der auf die Schneckenlagerung einwirkenden Axialkräfte erreicht wird.
In den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 die nach der Erfindung ausgebildete Vorrichtung in einem Längsschnitt; Fig. 2 eine Vorrichtung mit zwei symmetrisch zu beiden Seiten des Ausstoßteiles angeordneten Planetwalzenextrudern; Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie A-B der Fig.l; Fig. 4 eine andere Anordnung des Anlaufringes als Einzelheit.
In der Fig. 1 ist der Einschneckenfüliextruder mit 1, der Planetwalzeneætruder mit 2 und die den Guta##stoß übernehmende Einschneckenstrangpresse m 5 3 bezeichnet. Der Einschn#ckenfüllextruder 1 besitzt einen Einfülltrichter 4 und einen Zylinder 5, der in seiner Bohrung 6 die Schneckenwelle 7 aufnimmt. Zylinder 5 und Schneckenwelle 7 sind mit dem Zylinder 8 und der Zentral schnecke 9 des angrenzenden Planetwalzenextruders 2 starr serbundeln bzw. gekuppelt. Auch der Zylinder 10 der Einschneckenstrangpresse 3, der die Schneckenwelle 11 umschließt, ist mit dem Zylinder 8 des Planetwalzenextruders 2 verschraubt und seine Schneckenwelle 11 mit der Zentralschnecke 9 des Planetwalzenextruders 2 gekuppelt. Die Planetenspindeln 12 des Planetwalzenextruders 2 kämmen sowohl mit der Zentral schnecke 9 als auch mit der Verzahnung der Innenwandung des Zylinders 8. Da diese Verzahnung eine Schrägverzahnung ist, wird neben der Plastifizierung und der Homogenisierung des durchlaufenden Gutes auch in diesem Teil der Vorrichtung der notwendige Fördereffekt erzielt.
Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, besteht der Planetwalzenextruder 2 aus gleichlangen Baueinheiten a, b, c, deren Zylinder 8a; 8b, 8c fest miteinander verschraubt sind. Ihre Zentralschnecken 9av 9b, 9c sind starr miteinander gekuppelt und mit den Schneckenwellen 7 11 der beiden benachbarten Aggregate verbunden. Anlaufringe 13a, 13b, 13c, die sich in einer Eindrehung 14a, 14bs 14c der Zylinder 8a, 8b, 8c befinden, nehmen die Axialkräfte der Planetenspindeln 12a, 12b, 12c auf. Sie sind mit einer sich in Förderrichtung der Vorrichtung bis auf den Durchmesser der Zylinderbohrung erweiternden konischen Bohrung 15 ausgestattet. Ein so ausgebildeter Planetwalzenextruder 2 kann je nach fertigungs- oder verfahrenstechnischen Gesichtspunkten aus einer oder mehreren Baueinheiten bestehen, deren Planetenspindeln 12a, 12b 12c und deren Zentralschnecken 9a, 9b, 9c von Baueinheit zu Baueinheit unterschiedliche Gangvolumen und/oder Steigungswinkel haben können, um für das jeweilige Gut optimale Verarbeitungsbedingungen zu erzielen. Ebenso kann durch entsprechende Wahl des Durchmessers der Bohrung 15 der Anlaufringe 13a, 13b, 13c der Druckaufbau an den Enden der jeweiligen Baueinheit a, b, c im gewünschten Sinne beeinflußt werden.
Die Anlaufringe 13 können auch, wie in der Fig. 4 dargestellt, auf der Zentralschnecke 9, und zwar zwischen je zwei benachbarten Zentralschneckenabschnitten 9a, 9b angeordnet und kegelstuspfför~ig, sich in Förderrichtung verjüngend> ausgebildet sein. In der Fig. 4 sind die Zylinder 8a, 8b ii Bereich der Anlaufringe 13 mit radialen Bohrungen 20 ausgestattet, durch die entweder das zu verarbeitende Gut entgast werden kann oder aber durch die einzelnen Gutkomponenten zugeführt werden können.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 besteht die Vorrichtung aus zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Ausstoßteiles 16 liegenden Planetwalzenextrudern 2 denen je ein mit einer Aufgabeöffnung verschener Einschneckenfüllextruder 1 vorgeschaltet ist. Auch hier sind zumindest die Zentralschnecken 9 der beiden Planetwalzenextruder 2 mit der Schneckenwelle 7 ihres Einschneckenfüllextruders 1 gekuppelt; außerdem sind auch die beiden Hälften, wie dargestellt, durch eine Kupplung 18 miteinander verbunden und die Zentral schnecken 9 und die Planetenspindeln 12 dieser beiden Hälften mit Gängen entgegengesetztor Steigung ausgestattet. Die Vorrichtung läßt sich daher mit einem einzigen Antrieb betreiben oder, ohne#Kupplung 18, mit je einem eigenen Antrieb ausrüsten. Eine im Ausstoßteil 16 quer zu den Zentralschnecken 9 der beiden Hälften gelagerte Förderschnecke 19 sorgt für den Abzug des Gutes.

Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Aufbereiten und Strangpressen von thersoplastischen Kunststoffen, bestehend aus Planetwalzenextruder mit Zentralschnecke, die Zentral schnecke umgebenden Planetenspindeln und vorgeschaltetem Einschneckenfüllextruder, wobei die Planetenspindeln als mit der Zentral schnecke kämmende Schneckenspindeln ausgebildet sind, dadurch gekenazeichacts daß der Planetwalzenteil (2) der Vorrichtung aus mindestens zwei Baueinheiten (a,b, c) mit je einem eigenen Zylinderteil (8a, 8b, 8c), eigenen Planetenspindeln (12a, 12b, 12c) und eigener Zentralschnecke (9a, 9b, 9c) besteht, die hintereinanderliegend durch ihre Zylinder und durch ihre siteinender gekuppelten Zentralschneckenabschnitte miteinander vereinigt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigungswinkel der Planetenspindeln (12a, 12b, 12c) und der Zentralschnecke (9a, 9b, 9c) und/oder die Gangvolumen benachbarter Baueinheiten (a, b, c) unterschiedlich sind.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch je einen zwischen den einzelnen Baueinheiten (a, b, c) befindlichen, die Planetenspindeln (12a, 12b, 12c) auf der Ausstoßseite stirnseitig abdeckenden Anlaufring (13a, 13b, 13c), der eine sich in Förderrichtung bis auf den Bohrungsdurchmesser des anschließenden Zylinderteiles erweiternde Bohrung (15) aufweist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlaufring (13a, 13b) zwischen den aufeinanderfolgenden Zentralschneckenabschnitten (9a, 9b, 9c) angeordnet und in Förderrichtung sich kegelstumpfförmig verjüngend ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (8a, 8b) Radialbohrungen (20) aufweisen, die, gegebenenfalls durch den Anlaufring (13a, 13b) hindurch, in den Zwischenraum einmünden, der von den Stirnseiten der Planetenspindeln (12as 12b, 12c) benachbarter Bsueinheiter fs, b, c) begrenzt ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf zwei gegenüberliegenden Stirnseiten des Ausstoßteiles (16) liegende Planetwalzenextruder (2) besitzt, die mit je einem eigenen Einschneckenfüllextruder (1) versehen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetwalzenextruder (2) der beiden Hälften mit gegenläufig geschnittenen Zentralschnecken (9) und Planetenspindeln (12) ausgerüstet sind, wobei die Zentralschnecken (9) vorzugsweise miteinander gekuppelt und gleichsinnig angetrieben sind.