DE2602204A1

DE2602204A1 - Vorrichtung zum plastifizieren und schmelzen von kunststoff

Info

Publication number: DE2602204A1
Application number: DE19762602204
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: GKN Windsor GmbH
Current assignee: GKN Windsor GmbH
Priority date: 1976-01-22
Filing date: 1976-01-22
Publication date: 1977-07-28
Also published as: SE7613269L; ATA929476A; CH618121A5; FR2338779A1; AT352996B; IT1116967B; JPS52145464A; FR2338779B3

Description

Ihr Zeichen Ihr Schreiben Mein Zeichen W 114 hl

Betrifft, Patent- anmeldung

Anmelder: G-KN Windsor GmbH., Maintal 2-Bischofsheim

Vorrichtung zum Plastifizieren und Schmelzen

von Kunststoff

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Plastifizieren und Schmelzen von Kunststoff, insbesondere von Kunststoffgranulat, mit einem beheizbaren Preßzylinder, in dem eine in zwei Verdichtungsabschnitte mit einem dazwischen liegenden Entspannungsabschnitt unterteilte Schnecke umläuft und der an der Aufgabeseite eine Füllöffnung und im Bereich des Entspannungsabschnitts eine Entgasungsöffnung aufweist, insbesondere für eine Sprit zmaschine.

Bekanntlich werden zum Strang- und Formpressen von Kunststoff Schneckenpressen verwendet, in denen der körnige Kunststoff, das Granulat, zwischen der Wandung des Preßzylinders und der darin umlaufenden Schnecke zusammengepreßt, erhitzt und plastifiziert wird. Dabei entstehen flüchtige Bestandteile, die aus dem plastifizieren Kunststoff entfernt,werden müssen.

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Brief vom <BW *~ Dipl.-lng. G. Schliebs

^ση das Deutsche Patentamt, Lunchen Patentanwalt

Soweit es sich bei diesen flüchtigen Beatandteilen um Wasserdampf handelt, läßt sich dieser durch eine Vortrocknung des Granulats beseitigen. Solche der Füllstation einer .schneckenpresse vorgeschaltete Granulattrockner erhöhen jedoch die Anschaffungskosten und sind ihrerseits nicht problemlos, weil bei nicht genauer Temperierung des Trockenluftstroms das Granulat zusammenbacken und klumpen kann.

J3ei einer bekannten Vorrichtung ist die Schnecke in zwei Verdichtungsabschnitte mit einem dazwischen liegenden Entspannung^ abschnitt unterteilt, wobei dieser Abschnitt über eine Öffnung in der Zylinderwandung an eine Vakuum-Absaugvorrichtung angeschlossen ist (DT-AS 1 084 907). Trotzdem ist eine Entgasung nur schwer zu erreichen, es sei denn, es wird ein besonders hohes Vakuum angewendet (DT-AS 1 529 843).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß nicht vorgetrocknete Granulate in bekannter Weise, jedoch ohne Anwendung von Vakuum und aufwendigen Zusatzeinrichtungen universell entgast und verarbeitet werden können.

Diese .aufgäbe wird in überraschend einfacher Weise dadurch gelöst, daß über der Füllöffnung des Ireßzylinders eine einstellbare Dosiervorrichtung angeordnet ist und daß hinter dem ersten Verdichtungsabschnitt der Schnecke der Schneckengang durch einen ringförmigen Bund unterbrochen ist, der mit der Zylinderwandung einen Seherspalt bildet, daß der Schneckengang in dem anschließenden Entspannungsabschnitt der Schnecke

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Brief vom .IYnll ^ Dipl.-lng. G. Sdiliebs

an da.3 JJeutsclie Iateiltaiilt , itünchen Patentanwalt

10 bis 20 ^c/j tiefer geschnitten ist als der uchneckengang des ZuführalDschnitts und daß die .üntgasungsöffnung im ersten Drittel de« üntsnannungsabschnitts angeordnet ist.

Vorteilhaft wird bei eiuer uiit einer opritügi eismaschine zusammenarbeitenden erf indnn. ei gemäßen Vorrichtung die Läii^e des .-,ntapannungsabschnitto zuu 1,6 - 2fachen der Verschiebungslänge der dchnecke im Iteßzylinder gewählt, damit die ^ntgasungsöffnung auch bei zurückgesetzter Schnecke mit wicherlieit im drucklosen jJereich liegt.

Die Ausbildung eine j .J iho.ospalt es im Preßzylinder mit einer in IPörderrichtung kurz dahinter liegenden Entgasungsöffnung ist an c-jich bekannt bei ochnecksnatrangpressen aus der i)T-.^;vü 1 145 787. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird der Jtaudruck an der Entgasung«öffnung durch eine Axialverschiebung der Schnecke gegenüber dem ireßzylinder geregelt derart, dai3 das Fördergut gerade noch nicht durch die üntgasungsöffnung nach oben steigt. Diese i..aßnahue ist jedoch bei opritzgießmaschinen mit während des Arbeitszyklus zurückgehender ochnecke nicht anwendbar.

Andererseits ist aus der DT-Ao 1 779 488 auch eine ochnekkenpresse bekannt, die mit einer Dosiervorrichtung mit ochwingantrieb und einer Entgasungsöffnung im Preßzylinder ausgestattet ist, jedoch umgibt dort die Entgasungsöffnung den Auslauf der Dosiervorrichtung, die zudem zur Einstellung des Abstandes ihrer Auslauföffnung zur Schnecke höhenverstellbar ausgebildet ist, urn eine gleichmäßige Gutaufgäbe bei vollständiger Füllung der ochneckengänge ohne Anhäufung über den Gängen zti erreichen.

Bei den erfindungsgeiuäßen uaßnahmen zur Entgasung des plastifizieren Gutes bedarf es einer solchen Verstellung nicht; die Zuführmenge wird derart geregelt, daß die

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Brief vom ^¹I— Dipl.-Ing. G. Sdiliebs

^an das -,eutsclie !afcentert, -.Lnchen Patentanwalt

jchnecke einerseits nicht überfüttert, andererseits aber so viel 'kit zugeführt wird, daß in dem ersten Yerdichtungsabschnitfc die Friktion erhalten, bleibt und sine merkbare Verdichtung des Gates stattfindet. Durch die /ergröße-X¹Un₀ de:; Fülirautus im Preßzylinder im intganun^sabscluiitt der ochnecliein Verbindung i.iit de:=i engen Jeherspalt vor diesem abschnitt wird der ..assedruck in uie.5ei.-j Absclmitt auf den ^u tend ruck an der ont^aBunBSuffnun^ abgesenlct, so dalü düü Crut einerseits lebhaft entrant wird, abe:.¹ aaderer:3eits keine 1,'ei^ung Jiat, in der iintgabuingsöffnung hochzusteigen.

die Einstellung der !üosiervorrichtun^ lasaen sich unterschiedliche Feuchtigkeitsgehalte des Gutes aussteuern und so.ait besüglich ihrer hygroslcorjischen Eigenschaften unterschiedliche Kunststoffe wie !Polycarbonate, methacrylate, ABJ-./erkatoffe, Butadien-Styrol, Celluloseacetate, l^:olyai:iide mit ein und derselben llastifizierschnecke verarbeiten. Jie Einstellung ist bei der erfindungsgemäß empfohlenen Länge des Entgasungsabschn.itts unkritisch, 30 dai_- es keiner aufwendigen automatischen .Regelung bedarf, i'rctsdern ist die Gesamtlänge der Schnecke wesentlich kurzer als die aus dem otand der l'echnik bekannter in mehrere Abschnitte unterteilter Entgasungsschnecken.

Im folgenden werden Einzelheiten und Vorteile der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Diese zeigt

in Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine ochneckenpresse mit Dosiervorrichtung für eine dpritzgießrnaschine;

in Fig. 2 den Druckverlauf in dem Ereßzylinder gem.

Pig. 1, aufgetragen über der 3chneckanlange.

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Brief vom Bir —-■ Dipl.-Ing. G. Sdiliebs

^an das Deutsche Patentamt, a-ünehen Patentanwalt

jJie in Fig. 1 dargestellte ächneckenpresse ndt Preßzylinder 1 unö Schnecke 2 ist für das Plastifizieren und Schmelzen von Kunststoffen in Verbindung mit einer öpritz gießrnaschine bestimmt.

;m der Aufgabeseite des Ireßzylinders 1 ist über diesem eine Dosiervorrichtung 3 mit trichterförmigem Füllschacht 4 angeordnet. In der Dosiervorrichtung 3 sitzt eine Schütte 3.1 auf einem elektromotorischen oder elektromagnetischen Schwinger 3.2 als Hüttler. i)ie Schwingfrequenz kann in bekannter Weise, z.J3. mittels eines lotentiometers gewählt werden und wird nach der Art und Deschaffenheit des verarbeiteten Kunststoffgranulates und auf jeden Fall so eingestellt, daß die Schnecke 2 an der Füllöffnung 1.1 nicht überfüttert wird.

Im Zylinderkopf 5 ist der Düsenverschlußbolzen 5·1> von der Düsenverschlußvorrichtung 6 angetrieben, verschiebbar gelagert; in die ütirnseite des Zylinderkopfes 5 ist die Düse 7 eingeschraubt.

Etwa auf der halben Zylinderlänge ist im Zylinder 1 eine unterteilte Entgasungsöffnung 1.2 angebracht.

Die Schnecke 2 ist in mehrere Abschnitte unterteilt. Diese sind in Richtung von der Füllöffnung 1.1 zur Düse 7: Ein Einzug- und Zuführabschnitt 2.1 mit konstanter Steigung und konstantem Kerndurchmesser der Schnecke, in welchem der iviassedruck von der Füllöffnung 1.1 her allmählich ansteigt, ein erster Verdichtungsabschnitt 2.2, in welchem die Schnecke bei zunehmendem Kerndurchmesser ausläuft und der Druck in Stufen stark ansteigt, bis er in dem Stauabschnitt 2.3, der durch den Scherspalt zwischen dem Jüund ?,.Q und der Zylinderwandung gebildet wird, seinen Höchstwert erreicht. Auf diesen Scherspalt 2.3 folgt der Entspannungsabschnitt 2.4, in welchem der

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BAD ORIGINAL

^{Brief vom} «** -^— DipL-lng. O. Sdilftbs

^απ das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt

Massedruck auf den Außendruck zurückfällt dadurch, daß bei konstanter Zylinderbohrung der Kerndurchmesser der Schnecke wesentlich, etwa 15 $, kleiner ist als der Kerndurchmesser des Zuführabschnitts 2.1, und in dessen erstem Drittel die Entgasungsöffnung 1.2 liegt. Daran schließt sich ein zweiter Verdichtungsabschnitt 2.5 mit zunehmendem Kerndurchmesser und Massedruck an, und als letztes folgt vor dem Schneckenkopf 2.7 der Zumeß- oder Meteringabschnitt 2.6.

Bei einem Zylinderdurchmesser D ergibt sich aus Fig. 1 eine Länge des Entspannungsabschnitts 2.4 von 5 - 6 D, so daß bei einer Schneckenverschiebung von 3 D die Entgasungsöffnung 1.2 sicher im drucklosen Bereich liegt. Trotzdem beträgt die Gesamtlänge der Schnecke 2 nur 20 D gegenüber 25 - 33 D üblieher Plastifizierschnecken nach dem Stand der Technik. Es bedarf keiner Erläuterung, daß kürzere Schnecken in konstruktiver und betrieblicher Hinsicht günstiger sind als sehr lange Schnecken.

In der Füllöffnung 1.1 entsteht durch den in diese eingeführten Füllschacht ein ringförmiger Spalt 4.1. Dieser stellt eine ungehinderte Vorentgasung sicher und verhindert, daß Granulatverklebungen entstehen.

- Patentansprüche -

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Claims

Brief vom βίβΐΐ Ί"' Dipl.-lng. G. Schliebs

απ das Deutsche Patentamt, Ivlünclien Patentanwalt

Pat e nt ans prü die

M J Vorrichtung zum Plastifizieren und Schmelzen von Kunststoff, insbesondere von liuns t st of f granulat, mit einem beheizbaren Preßzylinder, in dem eine in zwei Verdichtungsabschnitte mit einem dazwischen liegenden Ent spannungsabschnitt unterteilte Schnecke umläuft und der an der Aufgabeseite eine Füllöffnung und im Bereich des EntSpannungsabschnitts eine Entgasung söffnung aufweist, insbesondere für eine Spritzgießmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß über der Füllöffnung (1.1) eine einstellbare Dosiervorrichtung (3) angeordnet ist und dadurch, daß hinter dem ersten Verdichtungsabschnitt (2.2) der Schnecke (2) der Schneckengang durch einen ringförmigen Bund (2o8) unterbrochen ist, der mit der Zylinderwandung einen Scherspalt bildet, daß der Schneckengang im anschließenden Entspannungsabschnitt (2.4) der Schnecke (2) 10 bis 20 # tiefer geschnitten ist als der Schneckengang des Zuführabschnitts (2.1) und daß die Entgasungsöffnung (1.2) im ersten Drittel des Entspannungsabschnitts (2.4) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Entspannungsabschnitts (2.4) das 1,6- bis 2fache der Verschiebungslänge der Schnecke (2) im Preßzylinder (1) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiervorrichtung (3) mit einem Schwingantrieb (3.2) ausgerüstet ist.

ORIGINAL INSPECTED 709830/0455

Brief vom Rj'gtf φ — Dipl.-lng. G. Schliebs

^αη das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllschacht (4) mit der Füllöffnung (1.1) des Preßzylinders (1) einen Vorentgasungsspalt (4.1) bildet.

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