DE2634024A1 - Polyamide-polyester single worm screw extruder - has feeding section of cylinder provided grooves followed downstream by axially spaced radial guide members - Google Patents

Polyamide-polyester single worm screw extruder - has feeding section of cylinder provided grooves followed downstream by axially spaced radial guide members

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Abstract

Plastics extruder has the inner wall of the cylinder in the feeding section provided with grooves which on the downstream side are followed by radially inwardly directed guide members. Grooves which can be helical or axially extending can be formed by vanes adjustable radially in the cylinder housing and the guide members are formed by spigots which are spaced at distances corresp. to the pitch of the vanes. Members which may form two annular arrays may be heated. Used as single worm feed screw extruders processing polyamides and polyesters. Extruders are not only adapted for processing the polyamides and polyesters but do so at increased rates.

Description

Schnecken-Kunststoffextruder Plastic screw extruder

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.The invention relates to a device of the preamble of the first claim specified type.

Die Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, einen Einschnecken-Kunststoffextruder zu schaffen, der eine höhere Ausstoßleistung aufweist, als die bisher bekannten Ausführungen und der trotzdem eine Verarbeitung von Polyamid und Polyester gestattet.The object of the invention is to be seen in a single-screw plastic extruder to create that has a higher output than the previously known Versions that still allow processing of polyamide and polyester.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des ersten Anspruchs. Die darin angegebenen Einzelmerkmale sind bekannt. Durch die DT-PS 12 68 823 bzw. Schenkel, Kunststoff-Extrusionstechnik'1963'Seite 110 ist ein Extruder bekannt, der im Einzugsbereich Nuten aufweist. Dadurch soll die Aufgabe zu lösen sein, die Ausstoßleistung und damit den Wirkungsgrad der Schnecke zu erhöhen. Versuche haben gezeigt, daß das insbesondere beim Verarbeiten von Polyamid und Polyester nicht stimmt.The solution to the problem results from the characteristic of the first Claim. The individual features specified therein are known. With the DT-PS 12 68 823 or Schenkel, Kunststoff-Extrusionstechnik'1963'Page 110 is an extruder known, which has grooves in the catchment area. This is intended to solve the task be to increase the output and thus the efficiency of the screw. try have shown that this is particularly true when processing polyamide and polyester not true.

Es wurde vielmehr beobachtet, daß die Austragsleistung leicht zurückging. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß das verdichtete Granulat durch die Nuten zu einem Pfropfen verdichtet wird und auf der Schnecke schlecht gefördert werden kann, so daß die Förderung verschlechtert wird.Rather, it was observed that the discharge rate decreased slightly. This is probably due to the fact that the compacted granules through the grooves are compressed into a plug and poorly conveyed on the screw can be so that the promotion is deteriorated.

In der ClI-I>S 420 580 wird beschrieben, daß durch Leitelemente, die bis in die Schneckengänge hineinragen und ebenfalls in der Einzugszone angeordnet sind, ein Mitdrehen des Produktes verhindert und eine Austragserhöhung erreicht werden soll. Versuche der Anmelderin haben aber ergeben, daß im Vergleich zu einem Extruder ohne derartige Leitelemente keine wesentliche Änderung der Austragsleistung auftrat, Durch die Verwendung der beiden an sich bekannten Merkmale, die beide fiir sich betrachtet keine Austragsleistungssteigerung erbringen, erreichte die Anmelderin jedoch überraschender Weise eine wesentliche Austragssteigerung.In the ClI-I> S 420 580 it is described that by means of guide elements, which protrude into the screw flights and are also arranged in the feed zone prevent the product from rotating at the same time and increase the discharge shall be. Experiments by the applicant have shown that in comparison to a Extruders without such guiding elements do not significantly change the discharge rate occurred, By using the two per se known characteristics, both for The applicant achieved that, when considered, there would be no increase in discharge performance however, surprisingly, a significant increase in output.

Aus Schenkel, Kunststoff-Extrudertechnik ist es weiter bekannt, zur Erhöhung der Förderleistung die Ganghöhe der Schnecke degressiv in Extrusionsrichtung auszugestalten.From Schenkel, plastic extruder technology, it is also known to Increasing the conveying capacity the pitch of the screw degressively in the extrusion direction to design.

Dadurch soll eine Erhöhung der Förderleistung erreicht werden. Die Praxis zeigt, daß die Leistungssteigerung gegenüber einer Schnecke mit konstanter Ganghöhe minimal ist.This is intended to increase the delivery rate. the Practice shows that the increase in performance compared to a screw with constant Pitch is minimal.

Die Übertragung der beiden Merkmale aus der Erfindung auf diese Schnecke brachte hingegen eine erhebliche Leistungssteigerung.The transfer of the two features from the invention to this screw however, brought a significant increase in performance.

Eine gewindeförmige Ausbildung der Nuten (Anspruch 3) trägt wesentlich zu deren Standzeitenerhöhung bei, da dadurch die von der Schnecke auf das Granulat ausgeübten Kräfte parallel zur Nutlängsausdehnung aufgebracht werden können.A thread-like design of the grooves (claim 3) is essential to increase their service life, as this reduces the impact of the screw on the granulate exerted forces can be applied parallel to the longitudinal expansion of the groove.

Durch die Kühlung des Schneckenzylinders im Bereich der Nuten wird ein Verschmieren des Granulats verhindert. Durch die Abmaße der Nuten wird sichergestellt, daß auch harte Kunststoffe beispielsweise Polyamid und Polyester ohne Anfahrprobleme oder zu große Drehmomente bearbeitet werden können.By cooling the screw cylinder in the area of the grooves prevents the granulate from smearing. Due to the dimensions of the Grooves ensures that even hard plastics such as polyamide and Polyester can be processed without start-up problems or excessive torques.

Um die Nuten dem jeweiligen Material anzupassen, wird weiterhin vorgeschlagen, in diese Nuten einstellbare Stahlleisten zu verwenden.In order to adapt the grooves to the respective material, it is further proposed that to use adjustable steel strips in these grooves.

Die Anordnung der Stifte in einem geringen Abstand hinter den Nuten (Anspruch 6) bietet den Vorteil, daß das noch nicht aufgeschmolzene Granulat am Mitdrehen in den Schneckengängen wirkungsvoll gehindert wird.The arrangement of the pins at a short distance behind the grooves (Claim 6) has the advantage that the not yet melted granules on Rotation in the worm flights is effectively prevented.

Im folgenden soll nun die Erfindung anhand eines rein schematischen Ausführungsbeispieles und unter Bezugnahme auf reproduzierbare Versuchsergebnisse näher erläutert werden.In the following, the invention will now be based on a purely schematic Embodiment and with reference to reproducible test results are explained in more detail.

Die einzige Figur stellt einen Querschnitt durch einen Einschnecken-Kunststoffextruder mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung dar.The only figure shows a cross section through a single screw plastic extruder with the configuration according to the invention.

Die Schnecke 1 wird in dem Schneckenzylinder 2 durch die Motor- und Getriebeeinheit 3 gedreht. Im Bereich des Einfülltrichters i ist der Schneckenzylinder 2 genutet, wobei die Nuten 5 im gleichmäßigen Abstand von einander am Innen umfang des Schneckenzylinders 2 angeordnet sind.The screw 1 is in the screw cylinder 2 by the motor and Gear unit 3 rotated. The screw cylinder is in the area of the hopper i 2 grooved, the grooves 5 at an even distance from each other on the inner circumference of the screw cylinder 2 are arranged.

In Extrusionsrichtung 6 sind in einem Abstand von den Nuten 5 die Leitelemente 7 in zwei Reihen auf dem Umfang der Schnecke 1 verteilt angeordnet. Die Leitelemente können dabei schaufel- oder schiffchenförmig ausgebildet sein. Sie sind im Schneckenzylinder 2 höhenverstellbar und drehbar angeordnet, wobei sie bis zum Schneckengrund hinab verstellt werden können.In the extrusion direction 6 are at a distance from the grooves 5 Guide elements 7 are distributed in two rows on the circumference of the screw 1. The guide elements can be designed in the shape of a shovel or boat. They are height-adjustable and rotatable in the screw cylinder 2, whereby they can be adjusted down to the bottom of the screw.

Aus diesem Grunde weisen die entsprechenden Stellen der Schneckenstege 8 im Bereich der Leitelemente 7 Unterbrechungen 9 auf.For this reason, the corresponding points of the screw flights 8 in the area of the guide elements 7 interruptions 9.

Anhand der nachfolgend aufgeführten Versuchsergebnisse soll die vorteilhafte Kombination der einzelnen Merkmale näher erläutert werden. Sämtliche Versuchsreihen wurden an zwei verschiedenen Extrudern durchgeführt. Der ersten Versuchsanordnung lagen folgende Grunddaten vor: Außen durchmesser der Schnecke: D = 90 mn Länge der Schnecke: 1 = 24 D Anordnung der Schnecke: liegend Steigung: t = 1 D (konstant) Drehzahl: n = 100 min 1 Material: PA 6, Ultramid (Wz),LV = 2,4 Schmelzedruck: p = 100 bar i 2% Schmelzetemperatur: t = 26sol t 10C Als erstes wurden Versuche gefahren, in denen keine weitere Ausbildung an der Schnecke und dem Schneckenzylinder vorgenommen worden sind, um einen Ausgangswert für die nachstehenden Verlgeiche zu erzielen. Der Extruder erbrachte eine tlengenleistung von 245 kg/Std. homogen aufgeschmolzenes Extrudat.Based on the test results listed below, the advantageous Combination of the individual features are explained in more detail. All test series were carried out on two different extruders. The first experimental set-up The following basic data were available: Outer diameter of the screw: D = 90 mn length of the Screw: 1 = 24 D Arrangement of the screw: horizontal Pitch: t = 1 D (constant) Speed: n = 100 min 1 Material: PA 6, Ultramid (TM), LV = 2.4 Melt pressure: p = 100 bar i 2% melt temperature: t = 26sol t 10C The first tests were carried out, in which no further training was carried out on the screw and the screw cylinder in order to achieve a starting value for the following comparisons. The extruder achieved a capacity of 245 kg / hour. homogeneously melted Extrudate.

In der folgenden Versuchreihe wurden in den Schneckenzylinder adial Leitelemente im Einzugsbereich angeordnet, die bis zu dem Schneckengrund reichten. Es wurden zwei Reihen von je zwei auf dem Umfang der Schnecke verteilt angeordneten Leitelemente benutzt. Jedes Leitelement wies eine Breite von 25 mm auf. Die erste Reihe war in einem Abstand von 180 t vom Einfülltrichter - in Extrusionsrichtung betrachtet - entfernt angeordnet. Die zweite Reihe wurde in einem Abstand von 1 D hinter (In Extrusionsrichtung) der ersten angeordnet.In the following series of tests were adial in the screw cylinder Guide elements arranged in the catchment area, which reached down to the bottom of the screw. There were two rows of two distributed around the circumference of the screw Guiding elements used. Each guide element had a width of 25 mm. The first Row was at a distance of 180 t from the feed hopper - in the extrusion direction viewed - remotely located. The second row was at a distance of 1 D arranged behind (in the extrusion direction) the first.

Die Schnecke erbrachte keine Mehrleistung gegenüber dem ersten Versuch, d.h. die Mengenleistung verharrte auf 245 kg/Std. homogen patapnchmoleenen Extrudates.The snail did not perform any better than the first attempt, i.e. the volume output remained at 245 kg / hour. homogeneous patapnchmoleenen extrudates.

Als nächste Versuchsreihe wurde anstelle der Leitelemente Nuten im Einzugsbereich des Extruders verwendet. Die Nuten wiesen eine Gesamtlänge von 60 mm, eine Tiefe von 0,7 mm und eine Breite von 7 mm auf. Es waren 16 Stück auf dem Umfang des Schneckenzylinders verteilt angeordnet. Diese Nuten wurden mit dem Trichtergehäuse gekühlt. Auch hier entstand keine Mehrleistung, sondern die Mengenleistung war sogar leicht rückläufig und belief sich auf 240 kg/Std.As the next series of tests, grooves in the Feeding area of the extruder used. The grooves had a total length of 60 mm, a depth of 0.7 mm and a width of 7 mm. There were 16 pieces on the Circumference of the screw cylinder arranged distributed. These grooves were made with the funnel body chilled. Here, too, there was no additional output, but the volume output was actually slightly decreased and amounted to 240 kg / hour.

In der letzten Versuchsreihe wurden beide zuerst geschilderten Merkmale zusammen angewandt. Hierbei ergab sich eine Mengenleistungssteigerung auf 460 kg/Std.In the last series of tests, both of the characteristics described first were identified applied together. This resulted in an increase in volume output to 460 kg / hour.

Die gleichen Versuchsreihen wurden noch mit einem Extruder mit unterschiedlicher Steigerung durchgeführt. Der zweiten verwendeten Versuchsanordnung lagen folgende Grunddaten vor: Außendurchmesser der Schnecke: D = 90 mm Länge der Schnecke: L = 24 D Anordnung der Schnecke: liegend Steigerung: t = 1,5 bis o,8 D(in der Kompressionszone gleichmäßig abnehmend) Drehzahl: n = 120 min 1 Material: PA 6, Ultramid, LV = 2,4 Schmelzedruck: P = 100 bar f 2% Schmelzetemperatur: t = 2650C f 10c Auch hier wurden, wie im ersten Beispiel, zuerst Versuche gefahren, in denen keine weiteren Ausbildungen am Extruder vorgenoon worden sind, um einen Ausgangswert für die nachstehenden Vergleiche zu erzielen. Der Extruder erbrachte eine Mengenleistung von 288 kg/Std.The same series of tests were carried out with an extruder with different Increase carried out. The second experimental set-up used was as follows Basic data before: Outside diameter of the screw: D = 90 mm Length of the screw: L = 24 D Arrangement of the screw: lying down Increase: t = 1.5 to 0.8 D (in the compression zone steadily decreasing) Speed: n = 120 min 1 Material: PA 6, Ultramid, LV = 2.4 Melt pressure: P = 100 bar f 2% Melt temperature: t = 2650C f 10c Here too, As in the first example, first attempts were made in which no further training on the extruder to a starting value for the following comparisons to achieve. The extruder achieved a rate of output of 288 kg / hour.

Der folgende Versuch wurde ebenfalls mit zwei Reihen von je zwei auf dem Umfang der verteilt angeordneten Leitelementen durchgeführt. Die Anordnung und Durchführung der Leiteleiente war die gleiche wie bei der ersten Schnecke. Bei diesem Versuch wurde ein Mengenleistungsrückgang auf 230 kg/Std. festgestellt.The following experiment was also based on two rows of two each the circumference of the distributed guide elements carried out. The arrangement and implementation of the guiding elements were the same as in the first one Slug. In this test, a volume output decrease to 230 kg / hour. established.

Bei deu nächsten Versuch wurden Nuten im Einzugsbereich der Schnecke verwendet. Das Schneckengehäuse war das gleiche wie bei der ersten Schnecke. Hierbei ergab sich nahezu die gleiche Nengenleistung wie bei ungenutzte Schnecke gehäuse. Die Höhe der M@ng@nl@i@stung betrug 280 kg/Std.In the next attempt, grooves were found in the feed area of the screw used. The snail shell was the same as the first snail. Here the result was almost the same capacity as with unused screw housing. The amount of m @ ng @ nl @ i @ stung was 280 kg / hour.

In der abschließenden Versuchsreihe wurden wiederum beide zuerst getrennt angewendeten Merkmale gleichzeitig verwendet. Auch hierbei ergab sich eine Mengenleistungssteigerung auf 360 kg/Std.In the final series of tests, the two were again separated first applied characteristics are used at the same time. Here, too, there was an increase in volume output to 360 kg / hour

Beide Versuch@anordnungen zeigen, daß nur durch die Kombination der erfindungsgemäßen Merkmale eine nennenswerte Mengenleistungssteigerung zu erzielen ist.Both test arrangements show that only by combining the features according to the invention to achieve an appreciable increase in quantity output is.

Wird ein anderes Material als das oben erwähnte verarbeitet, so können einige Änderungen hinsichtlich der Größe und Anordnung sowohl der Leitelemente als auch der Nuten erforderlich werden. Die Leitele@ente werden deshalb - wie schon erwähnt - höhenverstellbar und um ihre Achse drehbar angeordnet. Die Nutentiefe kann durch das Einbringen von durch außen einstellbarer Stahlleiste in die Nut verändert werden.If a different material than the one mentioned above is processed, then some changes in the size and arrangement of both the vanes and the the grooves may also be required. The Leitele @ ducks are therefore - as before mentioned - adjustable in height and arranged to be rotatable about its axis. The depth of the groove can be changed by inserting an externally adjustable steel strip into the groove will.

Claims (9)

Patentansprüche 0 Schnecken-Kunststoffextruder, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, an sich bekannter Mittel zur Erhöhung der Förderleistung: a) in der Einzugszone sind im Extrudergehäuse Nuten angeordnet; b) in der Einzugszone sind radial in den Schneckenraum hineinragende Leitelemente - in Extrusionsrichtung - hinter den Nuten angeordnet. Claims 0 screw plastic extruder, characterized by the combination of the following means, known per se, to increase the delivery rate: a) grooves are arranged in the extruder housing in the feed zone; b) in the feed zone are guide elements protruding radially into the screw chamber - in the extrusion direction - arranged behind the grooves. 2. Schnecken-Kunststoffextruder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das weitere Mittel: c) daß die Steigung der Schnecke degressiv ausgebildet ist. 2. Screw plastic extruder according to claim 1, characterized by the further means: c) that the pitch of the screw is degressive. 3. Schnecken-Kunststoffextruder nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten gewindeförmig ausgebildet sind. 3. Screw plastic extruder according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the grooves are thread-shaped. 4. Schnecken-Kunststoffextruder nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckengehäuse im Bereich der Nuten kühlbar ist. 4. Screw plastic extruder according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the worm housing in the area of the grooves is coolable. 5. Schnecken-Kunststoffextruder nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten eine Länge 1 = 0,5 bis 1 D, eine Tiefe von t t 1 mm und eine Breite von b < 10 mm aufweisen.5. Screw plastic extruder according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the grooves have a length 1 = 0.5 to 1 D, one Depth of t t 1 mm and a width of b <10 mm. 6. Schnecken-Kunststpffextruder nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitelemente in einem Abstand von s 1 D hinter den Nuten angeordnet sind.6. Screw plastic extruder according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the guide elements at a distance of s 1 D are arranged behind the grooves. 7. Schnecken-Kunststoffextruder nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reihen von je zwei Leitelementen auf dem Umfang des Schneckengehäuses verteilt angeordnet sind.7. Screw plastic extruder according to at least one of the preceding Claims, characterized in that two rows of two guide elements each are arranged distributed around the circumference of the screw housing. 8. Schnecken-Kunststoffextruder nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitelemente beheizbar sind.8. Screw plastic extruder according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the guide elements can be heated. 9. Schnecken-Kunststoffextruder nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Nuten von außen verstellbare Stahlleisten angeordnet sind.9. Screw plastic extruder according to at least one of the preceding Claims, characterized in that steel strips adjustable from the outside in the grooves are arranged.
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