DE2616106A1

DE2616106A1 - Beheizter zubringerfoerderer zum beschicken von strangpressen

Info

Publication number: DE2616106A1
Application number: DE19762616106
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Hanslik
Original assignee: Krauss Maffei Austria GmbH
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1975-04-16
Filing date: 1976-04-13
Publication date: 1976-11-11
Also published as: FR2307630A1; FR2307630B1; US4059401A; JPS51142064A; SU663281A3; BR7602312A; NL7604102A; IT1059720B; ATA291575A; GB1549692A; AT339583B; TR19018A

Description

Krauss-Maffei Gesellschaft m.b.H. in Asten

Beheizter Zubringerförderer zum Beschicken von Strangpressen

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ORIGINAL INSPECTED

Die Erfindung betrifft einen beheizten Zubringerförderer zum Beschicken von Strangpressen mit als Schüttgut zuführbarem Verarbeitungsmaterial. Vor allem bezieht sich die Erfindung auf einen Zubringerförderer, mit dem Thermoplaste in Form von Pulver, Granulaten, Schnitzeln oder Schrott einer Strangpresse, also einem Extruder zugeführt werden können.

Durch die Verwendung eines beheizten Zubringerförderers soll erreicht werden, daß dem Material bereits vor dem Einführen in die Strangpresse zumindest ein Teil jener Wärmemenge zugeführt wird, die für die Verarbeitung, insbesondere für die Plast ifizierung benötigt werden. Aus noch näher zu beschreibenden Gründen ist es bei den bekannten Zubringerförderern praktisch nur möglich, eine verhältnismäßig geringe Vorerwärmung des Materials auf eine vorbestimmte Temperatur durchzuführen, so daß der größere Teil der benötigten Wärmemenge wieder im Extruder selbst erzeugt bzw. zugeführt werden muß, wobei bei Extrudern, die mit kurzen Durchsatzzeiten arbeiten, also bei Hochleistungsextrudern, der Großteil der im Extruder zuführbaren Wärmemenge bei der Knetarbeit erzeugt werden muß, weil innerhalb des Extruders selbst nur kleine Wärmeübergangsflächen zum Material zur Verfügung stehen und grundsätzlich nur mit Beheizungseinrichtungen gearbeitet werden darf, die geringe Übertemperaturen über der möglichen bzw. zulässigen Endtemperatur des verarbeiteten Materials erreichen.

Mit bekannten Beheizungseinrichtungen im Zubringerförderer kann zwar eine vorgewählte durchschnittliche Vorwärmtemperatur des Verarbeitungsmaterials erzielt werden, doch treten innerhalb des Materials beträchtliche Temperaturunterschiede auf, die zu beträchtlichen Schwierigkeiten führen und vor allem die Ursache dafür sind, daß die gewählte durchschnittliche Vorwärmtemperatur niedrig gehalten werden muß. Wegen der möglichen Temperaturunterschiede können nämlich die stärker erwärmten Teile bereits bei der Vorwärmung in plastischen Zustand übergehen, wodurch einerseits die Eigenschaften des erzeugten Endproduktes verschlechtert und andererseits auch die Verarbeitung des vorgewärmten Materials wesentlich erschwert wird, weil das Material klebrig wird und so den Vorschub erschwert, Führungswege verlegt usw..

Bekannte beheizte Zubringerförderer benützen unter anderem Förderbänder, auf denen das Material kapazitiv oder durch Ultraschalleinwirkung erwärmt wird. Andere bekannte Förderer sind Schneckenförderer mit großem Durchmesser, bei denen die Außentrommel beheizt wird. Ferner ist es auch bekannt, eigene Mischbehälter vorzusehen, in denen das Material unter Rühren bzw. Mischen erwärmt und dann erst

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in erwärmtem Zustand über Förderbänder od.dgl. ausgetragen wird. Es ist ferner bekannt, in einem Zufuhrtrichter für das zu verarbeitende Material an der Schneckenpresse Heizschlangen anzuordnen oder für dieVorerwärmung des Materials eine Zubringerschneckenpresse zu verwenden, bei der der Materialrückdruck durch ein Auslaßventil od.dgl. eingestellt und damit auch die Vorerwärmung geregelt werden kann. Alle Einrichtungen, bei denen das Material bereits im Zübringerförderer einem erhöhten Druck ausgesetzt bzw. nicht hinreichend lose zugebracht wird, bedingen eine erhöhte Gefahr des Zusammenkleben und der Klumpenbildung im geförderten Material. Mit den bekannten beheizten Zubringerförderern ist ferner keine einwandfreie Materialdosierung möglich. Es sind zwar Dosiereinrichtungen für die Materialzufuhr bekannt, doch arbeiten diese wieder unabhängig von einer vorgesehenen Beheizungseinrichtung für das zugeführte Material.

Bisher ist es meist üblich, für Thermoplaste mit verschiedenen Eigenschaften auch verschiedene Strangpressen zu verwenden bzw. zumindest Teile dieser Strangpressen, z.B. Teile der Förderschnecke, entsprechend dem jeweils zur Verarbeitung gelangenden Material auszuwechseln. Es muß hier berücksichtigt werden, daß verschiedene Thermoplaste oft auch mit unterschiedlichen Endtemperaturen extrudiert werden müssen, daß aber die erreichte Endtemperatur nicht nur von dem in der Strangpresse erzeugten Druck und der Aufgabetemperatur des Materials, sondern auch davon abhängt, wie groß der Verformungswiderstand des Materials selbst ist. Materialien mit hohem Verformungswider st and werden bei Durchgang durch die Strangpresse stärker erhitzt als unter gleichen Bedingungen verarbeitete Materialien mit geringerem Verformungswiderstand. Hiezu kommt noch, daß auch die Form, in der das Material zugeführt wird, z.B. die durchschnittliche Teilchengröße, beträchtlichen Einfluß auf die aufzubringende Verformungsarbeit hat. In Abhängigkeit davon, ob ein bestimmtes Material oder eine Materialmischung leicht oder schwer durch die Strangpresse läuft, muß auch die der Maschine zugeführte Materialmenge geregelt werden, um einerseits Überlastungen der Strangpresse zu verhindern und andererseits doch die Möglichkeit zu schaffen, die Ma-. schinenleistung weitgehend auszunützen.

Allgemein kann gesagt werden, daß die Leistung von Strangpressen erhöht bzw. besser ausgenützt werden kann, wenn es gelingt, einen Zubringerförderer zu schaffen, der einerseits eine exakte Dosierung des der Strangpresse zugeführten Materials und damit einen Betrieb der Strangpresse jeweils nahe an ihrer Leistungsgrenze, aber ohne die Gefahr einer Überlastung und andererseits eine

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regelung einer bestimmten Vor wärmtemperatur des Verarbeitungsmaterials ermöglicht, wobei die Vorwärmtemperatur vom Verarbettungsmaterial gleichmäßig erreicht wird, also Temperaturunterschiede innerhalb des Materials weitgehend vermieden werden, so daß im Bedarfsfalle eine Vorwärmtemperatur eingestellt werden kann, die nahe an jener Temperatur liegt, bei der das Material klebrig und plastifizierbar wird.Wenn die erwähnten Bedingungen eingehalten werden können, so müßte auch die Möglichkeit bestehen, eine bestimmte Strangpresse ohne Umbau lediglich durch exakte Steuerung der Dosierung und der Vorwärmtemperatur des zu verarbeitenden Materials für Thermoplaste mit stark unterschiedlichen Eigenschaften zu verwenden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Zubringerförderers, der die Einhaltung der vorstehend genannten Bedingungen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Zubringerförderer als Kratzerförderer mit einer beheizbaren Gleitbahn für das Fördergut und mit der Gleitbahn zusammenwirkenden, antreibbaren Kratzern ausgebildet ist, dessen Förder- und bzw. oder Heizleistung regelbar ist.

Beim erfindungsgemäßen Zubringerförderer wird das Fördergut in ' losem Zustand über die Gleitbahn befördert, wobei jeweils relativ kleine Materialportionen von jedem Kratzer weiterbewegt., wer-

wahrend den. Es kommt zu einer Umwälzung und Durchmischung des MaterialiV" des Transportes und damit praktisch zu vollkommen gleichen Wärmeübergangsbedingungen für jedes Materialteilchen, so daß im Endeffekt im Material beim Verlassen des Förderers keine meßbaren Temperaturunterschiede vorhanden sind. Bei der losen Förderung des Materials tritt bereits weitgehend eine Entgasung bzw. Verdampfung abgelagerter Feuchtigkeit auf und die Gase bzw. Dämpfe können ungehindert entfernt werden.

Große Heizflächen bei kleinem Raumbedarf des Förderers lassen sich erfindungsgemäß dadurch erzielen, daß die Gleitbahn aus mehreren übereinander angeordneten, für sich beheizbaren Tellern besteht und die Kratzer zu mit diesen Tellern zusammenwirkenden ZeIlräderri vereinigt sind, die vorzugsweise von einer gemeinsamen, zu ihnen und den Tellern koaxialen Welle mit regelbarer Drehzahl antreibbar sind, wobei die Teller gegeneinander versetzte Durchlässe für das Fördergut aufweisen. Die Endleistung eines derartigen Förderers kann hinsichtlich der Heizleistung durch Änderung der Anzahl der verwendeten Teller eingestellt werden. Man kann daher

untereinander völlig gleiche Elemente für Zubringerförderer verschiedener Leistung, wie sie bei Strangpressen verschiedener Leistung benötigt werden, baukastenartig zusammenbauen. Die auftretende Materialerwärmung ergibt sich aus der Größe der zur Verfügung stehenden Heizfläche, deren Temperatur, der Durchlaufzeit des Materials durch den Zubringerförderer und dem Füllungsgrad des Förderers, wobei man den Füllungsgrad der zwischen aufeinanderfolgenden Kratzern bei einem Zellrad gebildeten Zellen durch eine dem Zubringerförderer vorgeschaltete Dosiereinrichtung regeln kann. Die Durchlaufzeit hängt von der Anzahl der Teller und von der Umlaufgeschwindigkeit, also Drehzahl der Zellräder sowie dem über jedem Teller zurückgelegten Drehwinkel ab, der durch den Versatz der Durchlässe der Teller gegeneinander bestimmt ist.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 einen Teil einer Strangpresse mit einem Zubringerförderer, dessen wesentliche Teile im Längsschnitt veranschaulicht wurden und Fig. 2 einen Teller und ein Zellrad des Zubringerförderers in Draufsicht.

Aufgabe des Zubringerforderers ist es, eine Strangpresse 1, z.B. eine Schneckenpresse, zum Extrudieren von thermoplastischem Kunststoffmaterial bei einem Einlaß 2 mit Material, z.B. Pulver, Granulat od.dgl., zu beschicken, wobei dieses Material eine genau vorbestimmte Temperatur aufweisen soll und in einer genau eingestellten Menge pro Zeiteinheit zugeführt wird.

Der Zubringerförderer besitzt einen Beschickungstrichter 3, in den das Material eingefüllt wird, das vom Trichter 3 über ein Fallrohr 4 zum eigentlichen Zubringerförderer 5 gelangt. Dieser Zubringerförderer besitzt mehrere untereinander gleiche Teller 6 mit einer mittleren Nabenöffnung 7, deren Durchmesser größer als jener einer durch diese Öffnung hindurchragenden Welle 8 gehalten ist. Zylinderwände 9 der Teller 6 bilden einen Außenmantel des Förderers, wobei jeweils der folgende Teller auf der Zylinderwand des vorhergehenden Tellers aufsitzt. Jeder Teller besitzt ferner eine Durchlaßöffnung Io. Im äußeren Randbereich 11 werden die Teller 6 durch Bolzen 12 zusammengehalten, die durch äußere Bohrungen 13 verlaufen. Beim Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß aufeinanderfolgende Teller 6 jeweils um eine Bohrangsteilung 13 gegeneinander verdreht sind, wobei diese Verdrehung für den jeweils unteren Teller gegenüber dem oberen Teller entgegen der Drehrichtung der Welle 8 . erfolgt ist.

Die Welle 8 wird von einem Motor 14 über ein möglichst stufen-

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los regelbares Untersetzungsgetriebe 15 mit einer voreinstellba^ren Drehzahl angetrieben. Mit der Welle 8 sind die Naben 16 sternförmiger Zellräder 17 verbunden, wobei der Außendurchmesser dieser Naben 16 größer als der Durchmesser der Nabenöffnungen 7 gehalten ist. Die einzelnen Arme der Zellräder 17 unterteilen den zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tellern eingeschlossenen Ringraum in Einzelzellen und kratzen über die Telleroberseite.

Mit der Unterseite jedes Tellers ist eine Heizplatte 18 verbunden. Die Heizleistung dieser Platten 18 kann einzeln, gruppenweise oder in der Gesamtheit geregelt werden. Für diese Regelung können im Ein- und Auslaßbereich des Förderers, selbstverständlich aber auch an mehreren weiteren Stellen im Durchlaufweg Temperaturfühler zur Bestimmung der Förderguttemperatur vorgesehen werden. Die Oberseite der Teller 6 kann eine die Reibung herabsetzende glatte Beschichtung z.B. aus Teflon aufweisen. Im Einlaßbereich 2 der Strangpresse ist noch eine in einen Stutzen 19 übergehende Öffnung vorgesehen, über die Dämpfe und Gase aus der Strangpresse austreten können.

In das untere Ende des Rohres 4 kann eine Dosiereinrichtung eingebaut sein. Eine weitere Möglichkeit, den Füllungsgrad der zwischen den Armen 17 liegenden Einzelzellen beim Betrieb zu bestimmen, besteht darin, die Höhe der Kratzer im obersten Zellrad zu verändern.

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Claims

Patentansprüche

Iy Beheizter Zubringerförderer zum Beschicken von Strangpressen mit als Schüttgut zuführbarem Verarbeitungsmaterial, insbesondere thermoplastischem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Zubringerförderer als Kratzerförderer mit einer beheizbaren Gleitbahn (6) für das Fördergut und mit dieser Gleitbahn zusammenwirkenden, antreibbaren Kratzern (17) ausgebildet ist, dessen Förderund bzw. oder Heizleistung regelbar ist.
2. Zubringerförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbahn aus mehreren übereinander angeordneten, für sich beheizbaren Tellern (6) besteht und die. Kratzer zu mit diesen Tellern zusammenwirkenden Zellrädern (17) vereinigt sind, die vorzugsweise von einer gemeinsamen, zu ihnen und den Tellern (6) koaxialen Welle (8) mit regelbarer Drehzahl antreibbar sind, wobei die Teller gegeneinander versetzte Durchlässe (Io) für das Fördergut aufwe isen.
3. Zubringerförderer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teller (6) und die Zellräder (16,17) als untereinander gleiche Bauteile ausgeführt und zu einem Bausatz vereinigt sind, dessen Durchsatz- bzw. Heizleistung grobstufig durch Änderung der Anzahl der Einzelstufen einstellbar ist.
4. Zubringerförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine vorgeschaltete, den Füllungsgrad der zwischen aufeinanderfolgenden Kratzern (17) gebildeten Zellen bestimmende Dosiereinrichtung (4).

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