DE2634024B2 - Screw extruder - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schneckenextruder der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a screw extruder of the type specified in the preamble of claim 1 Art.
Ein solcher Schneckenextruder ist aus der DE-AS 1268823 bekannt. Die dort im Schneckenzylinder umfangsverteilt angeordneten Nuten dienen dem Zweck, die Ausstoßleistung und damit den Wirkungsgrad der Schnecke zu erhöhen bzw. die Verweilzeit des Kunststoffes in der Schneckenpresse zu verkürzen, um eine Zersetzung des Kunststoffes, insbesondere eines wärmeempfindlichen Kunststoffes, in dem Schneckenextruder zu verhindern.Such a screw extruder is known from DE-AS 1268823. The one there in the screw cylinder Circumferentially distributed grooves serve the purpose, the output power and thus the efficiency to increase the screw or to shorten the dwell time of the plastic in the screw press, to a decomposition of the plastic, in particular a heat-sensitive plastic, in the To prevent screw extruder.
Versuche haben gezeigt, daß in der Einzugszone genutete Schneckenzylinder ohne zusätzliche Maßnahmen das Einzugsverhalten von insbesondere Polyamid- und Polyestergranulat und damit auch die Ausstoßleistungdes Schneckenextruders nicht wesentlich erhöhen. Es wurde sogar beobachtet, daß die Ausstoßleistung leicht zurückging. Dies kann darauf zurückgeführt werden, daß da«! Ciranulat auferund der Längsnutungdes Zylinders bereits in der Einzugszone zu einem festen Pfropfen verdichtet wird, der von der Schnecke nur schlecht gefördert und in der Umwandlungszone nur schlecht aufgeschlossen werden kann. Ferner ist in der CH-PS 420580 beschrieben, daß als Knetbolzen ausgebildete Leitelemente in der Einzugszone am Umfang des Gehäuses angeordnet sind und bis in den Schneckengang hineinragen, um ein Mitdrehen des Produktes zu verhindern. DiesenTests have shown that grooved screw cylinders in the feed zone without additional measures the intake behavior of especially polyamide and polyester granulate and thus also the output rate of the Do not increase the screw extruder significantly. It was even observed that the discharge performance slightly decreased. This can be attributed to the fact that there «! Ciranulate on and off Longitudinal grooving of the cylinder is already compressed into a solid plug in the feed zone, which is The screw is poorly conveyed and can only be digested poorly in the transformation zone. Furthermore, it is described in CH-PS 420580 that guide elements designed as kneading bolts in the feed zone are arranged on the circumference of the housing and protrude into the worm gear to a To prevent the product from rotating at the same time. This one
ι» Knetbolzen sind entsprechende Unterbrechungen in den Stegen der Schnecke zugeordnet.ι »kneading bolts are corresponding interruptions in assigned to the webs of the screw.
Die bekannte Anordnung dient dem Zweck, das Mischen und Kneten der im Einzugstrichter eingefüllten Kunststoffe und Zusatzstoffe zu intensivieren.The known arrangement serves the purpose of mixing and kneading the items filled in the feed hopper Intensify plastics and additives.
ii Eine Erhöhung der Ausstoßleistung wird nicht erreicht. Vielmehr wird in der CH-PS 420580 darauf hingewiesen, daß in den Zonen, in denen eine höhere Förderwirkung der Schnecke erreicht werden soll, die Leitelemente entfernt und die Stegunterbrechungenii An increase in output is not achieved. Rather, it is pointed out in CH-PS 420580 that in the zones in which a higher The conveying effect of the screw is to be achieved, the guide elements removed and the web interruptions
:» der Schnecke durch Gangschließelemente verschlossen werden sollen.: »The screw closed by passage closing elements should be.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, für einen Einschneckenextruder zum Aufschmelzen und Extrudieren von rieselfähigen Kunststoffen, desenThe object of the invention is now for a single-screw extruder for melting and Extrusion of free-flowing plastics, desen
-'"> Schneckenzylinder in der Einzugszone Nuten aufweist, konstruktive Maßnahmen anzugeben, um die Ausstoß!eistung des Schneckenextruders wesentlich zu erhöhen, wobei dieser Schneckenextruder insbesondere für die Bearbeitung der gebräuchlichsten- '"> the screw cylinder has grooves in the feed zone, indicate constructive measures in order to significantly increase the output of the screw extruder to increase, this screw extruder in particular for the processing of the most common
in Spinnwerkstoffe wie Polyamide und Polyester geeignet sein soll.suitable in spinning materials such as polyamides and polyester should be.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.The solution to this problem results from the characterizing part of claim 1.
Durch die Verwendung der bekannten Nuten in derBy using the well-known grooves in the
π Einzugszone des Extruderzylinders in Verbindung mit den an sich bekannten, in den Schneckengang hineinragenden Leitelementen wurde in überraschender Weise eine erhebliche Austragsleistungssteigerung erreicht, die aufgrund der Versuchsergebnisse mitπ feed zone of the extruder cylinder in connection with the known guide elements protruding into the screw flight became more surprising Way, a considerable increase in discharge capacity achieved based on the test results with
w Schneckenextrudern, die jeweils nur die Einzelmerkmale aufwiesen, in keiner Weiss vorhersehbar war. Dies uin so mehr, als durch die CH-PS 420580 in der Fachwelt ein Vorurteil bestand, in den Schnekkengang hineinragende Stifte mit zugeordneten w screw extruders, each of which only had the individual features, could not be foreseen in any way. This is so much more so than there was a prejudice in the professional world due to CH-PS 420580, pins protruding into the worm gear with associated pins
;■) Stegunterbrechungen dann anzuwenden, wenn eine Ausstoßleistungserhöhung erreicht werden soll, da diese Maßnahme bekanntlich die Rückströmung und dadurch die Rückvermischung des Kunststoffes im Schneckenkanal wesentlich fördert.; ■) web interruptions to be used if a Output increase should be achieved, since this measure is known to reduce the backflow and this significantly promotes back-mixing of the plastic in the screw channel.
-.ο Aus G. Schenkel, Kunststoff-Extrudertechnik, 1963, Carl-Hanser-Verlag, München, sowie aus der US-PS 2 765 491 ist es schließlich an sich bekannt, zur Erhöhung der Förderleistung die Ganghöhe des Schneckensteges in Extrusionsrichtung degressiv aus--.ο From G. Schenkel, Kunststoff-Extrudertechnik, 1963, Carl-Hanser-Verlag, Munich, as well as from US-PS 2,765,491 it is finally known per se for Increase in the conveying capacity, the pitch of the screw flight degressively in the extrusion direction
->■> zubilden. Dadurch soll eine Erhöhung der Förderleistung erreicht werden. Die Praxis zeigt jedoch, daß die Leistungssteigerung gegenüber einer Schnecke mit konstanter Ganghöhe minimal ist.-> ■> educate. This is intended to increase the delivery rate can be achieved. Practice shows, however, that the increase in performance compared to a screw with constant pitch is minimal.
Die Anwendung dieses an sich bekannten Merk-The application of this per se known feature
h» mais auf die Schnecke nach Anspruch 1 brachte hingegen eine weitere, erhebliche Leistungssteigerung. Die Anordnung der Leitelementc bzw. der Stifte in einem geringen Abstand hinter den Nuten, entsprechend Anspruch 3, bietet den Vorteil, daß das nochOn the other hand, h »maize fell on the snail according to claim 1 another significant increase in performance. The arrangement of the guide elements or the pins at a small distance behind the grooves, according to claim 3, has the advantage that that still
μ nicht aufgechmolzene Granulat am Mitdrehen in den Schneckengängen wirkungsvoll gehindert wird. Diese Wirkung wird durch die Maßnahme nach Anspruch 4 noch erhöht.μ unmelted granules turning into the Snail threads are effectively prevented. This effect is achieved by the measure according to claim 4 still increased.
Besonders vorteilhaft ist es, die Leitelemente gemäß Anspruch 5 beheizbar auszubilden, da hiermit die Einleitung der Wärme zum Aufschmelzen des Kunststoffgranulates vom Zylinder in das Innere des Schneckenganges infolge der besseren Wärmeleiteigenschaften des Werkstoffes der Stifte wesentlich erhöht werden kann.It is particularly advantageous to design the guide elements in accordance with claim 5 so that they can be heated, as this is the case the introduction of heat to melt the plastic granulate from the cylinder into the interior of the Auger thread significantly increased due to the better thermal conductivity of the material of the pins can be.
Ferner trägt der Vorschlag nach Anspruch 6, die Nuten in der Einzugszone des Extruderzylinders gewindefötmig auszubilden, wesentlich zu deren Standzeiterhöhung bei, da hierdurch die vcn der Schnecke auf das Granulat ausgeübten Kräfte parallel zur Nutlängsausdehnung aufgebracht werden können.Furthermore, the proposal according to claim 6, the grooves in the feed zone of the extruder barrel are thread-like to train, significantly to increase their service life, since this reduces the vcn of the screw forces exerted on the granulate can be applied parallel to the longitudinal extent of the groove.
Durch die geometrischen Abmessungen der Nuten wird schließlich sichergestellt, daß auch harte Kunststoffe, beispielsweise Polyamide und Polyester ohne Anfahrprobleme oder zu große Drehmomente bei hohen Ausstoßleistungen verarbeitet werden können.The geometric dimensions of the grooves ultimately ensure that even hard plastics, for example polyamides and polyesters without starting problems or too high torques at high Output can be processed.
Um die Nuten dem jeweiligen Material anpassen zu können, wird weiterhin nach Anspruch 8 vorgeschlagen, in diesen Nuten von außen verstellbare Stahlleisten anzuordnen.In order to be able to adapt the grooves to the respective material, it is further proposed according to claim 8, to arrange externally adjustable steel strips in these grooves.
Schließlich wird durch die an sich bekannte Kühlung des Schneckenzylinders im Bereich der Nuten gemäß Anspruch 9 ein Verschmieren des Granulates in der Einzugszone verhindert und gewährleistet, daß das Granulat als Pfropfenströmung in die Kompressions- bzw. Umwandlungszone des Schneckenextruders gefördert wird.Finally, the known cooling of the screw cylinder in the area of the grooves according to claim 9 prevents smearing of the granules in the feed zone and ensures that the granulate as a plug flow into the compression or conversion zone of the screw extruder is promoted.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines rein schematischen Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf reproduzierbare Versuchsergebnissc näher erläutert.In the following, the invention is illustrated by means of a purely schematic exemplary embodiment and with reference explained in more detail on reproducible test results.
Die einzige Figur stellt einen Querschnitt durch einen Einschneckenextruder mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung dar.The single figure shows a cross section through a single-screw extruder with the inventive Design.
Die Schnecke 1 wird in dem Schneckenzylinder 2 durch die Motor- und Getriebeeinheit 3 gedreht. Im Bereich des Einfülltrichters 4 ist der Schneckenzylinder 2 genutet, wobei die Nuten 5 im gleichmäßigen Abstand voneinander am Innenumfang des Schnekkenzylinders 2 angeordnet sind.The screw 1 is rotated in the screw cylinder 2 by the motor and gear unit 3. in the In the area of the hopper 4, the screw cylinder 2 is grooved, the grooves 5 being uniform Are arranged at a distance from one another on the inner circumference of the screw cylinder 2.
In Extrusionsrichtung 6 sind in einem Abstand von den Nuten 5 die Leitelemente 7 in zwei Reihen auf
dem Umfang des Schneckenzylinders 2 verteilt angeordnet. Die Leitelemente 7 können dabei schaufel-
oder schiffchenförmig ausgebildet sein. Sie sind im Schneckenzylinder 2 höhenverstellbar und drehbar
angeordnet, wobei sie bis zum Grund des Schnekkenkanals hinab verstellt werden können. Aus diesem
Grunde weisen die entsprechenden Stellen der Schneckenstege 8 im Bereich der L.eitelemente 7 Unterbrechungen
9 auf. Anhand der nachfolgend aufgeführten Versuchsergebnisse soll die vorteilhafte Kombination
der einzelnen Merkmale näher erläutert werden. Sämtliche Versuchsreihen wurden an zwei
verschiedenen Extrudern durchgeführt. Bei der ersten Versuchsanordnung lagen folgende Daten vor:
Außendurchmesser
der Schnecke: D = 90 mmIn the extrusion direction 6, the guide elements 7 are distributed in two rows on the circumference of the screw cylinder 2 at a distance from the grooves 5. The guide elements 7 can be designed in the shape of a shovel or a boat. They are height-adjustable and rotatable in the screw cylinder 2, and they can be adjusted down to the bottom of the screw channel. For this reason, the corresponding points of the screw flights 8 in the area of the guide elements 7 have interruptions 9. The advantageous combination of the individual features is to be explained in more detail on the basis of the test results listed below. All series of tests were carried out on two different extruders. The following data were available for the first test arrangement:
outer diameter
of the screw: D = 90 mm
Länge der Schnecke: L = 24 D
Anordnung derLength of the worm: L = 24 D
Arrangement of
Schnecke: liegendSnail: lying
Steigung: t = 1 D (konstant)Slope: t = 1 D (constant)
Drehzahl: η = 100 min 'Speed: η = 100 min '
Material: PA 6 (Ultramid) LV = 2,4Material: PA 6 (Ultramid) LV = 2.4
Schmelzcdruck: ρ = 100 bar ± 2%Melting pressure: ρ = 100 bar ± 2%
Schmelzetcmperatur: I, = 265" C ± 1" C.Melt temperature: I, = 265 "C ± 1" C.
Zunächst wurden Versuche gefahren, in denen keine weitere Ausbildung an der Schnecke 1 und dem Schneckenzylinder 2 vorgenommen worden sind, um einen Ausgangswert für die nachstehenden Vergleiche zu erzielen. Der Extruder erbrachte eine Mengenleistung von 245 kg/h homogen aufgeschmolzenes Extrudat. First, tests were run in which no further training on the screw 1 and the Screw barrel 2 have been made to be an initial value for the following comparisons to achieve. The extruder achieved a rate of output of 245 kg / h of homogeneously melted extrudate.
In der folgenden Versuchsreihe wurden in dem Schneckenzylinder radial Leitelemente 7 im Einzugsbereich angeordnet, die bis zum Grund des Schnekkenkanals reichten. Es wurden zwei Reinen von je zwei auf dem Umfang des Schneckenzylinders 2 verteilt angeordneten Leitelementen 7 benutzt. Jedes Leitelement 7 wies eine Breite von 25 mm auf. Die erste Reihe war in einem Abstand von 180 mm vom Einfülltrichter 4 - 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, radial guide elements 7 were arranged in the screw cylinder in the feed area, extending to the bottom of the screw channel were enough. Two lines of two each were distributed around the circumference of the screw cylinder 2 arranged guide elements 7 used. Each guide element 7 had a width of 25 mm. the The first row was at a distance of 180 mm from the feed hopper 4 - viewed in the extrusion direction arranged. The second row was at a distance of 1 D behind (in the direction of extrusion) the first arranged.
Die Schnecke 1 erbrachte keine Mehrleistung gegenüber dem ersten Versuch, d.h. die Mengenleistung verharrte auf 245 kg/h homogen aufgeschmolzenen Extrudates.The screw 1 did not produce any additional output compared to the first attempt, i.e. the volume output persisted at 245 kg / h of homogeneously melted extrudate.
Inder nächsten Versuchsreihe wurden anstelle der Leitelemente 7 Nuten 5 in der Einzugszone des Extruders verwendet. Die Nuten 5 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 Schneckenzyiinders 2 verteilt angeordnet. Diese Nuten 5 wurden mit dem Einfülltrichter 4 gekühlt. Auch hier entstand keine Mehrleistung, sondern die Mengenleistung war sogar leicht rückläufig und belief sich auf 240 kg/h.In the next series of experiments, instead of the Guide elements 7 grooves 5 used in the feed zone of the extruder. The grooves 5 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 Schneckenzyiinders 2 arranged distributed. These grooves 5 were cooled with the hopper 4. Here, too, there was no additional output, rather the volume output even declined slightly and amounted to 240 kg / h.
In der letzten Versuchsreihe wurden die beiden zuerst beschriebenen Baumerkmale gleichzeitig zusammen angewandt. Hierbei ergab sich eine Mengenleistungssteigerung auf 460 kg/h.In the last series of tests, the two structural features described first were combined at the same time applied. This resulted in an increase in volume output to 460 kg / h.
Die gleichen Versuchsreihen wurden noch mit einem Extruder mit unterschiedlicher Steigung des Schneckensteges 8 durchgeführt. Bei der zweiten Versuchsanordnung lagen folgende Daten vor:The same series of tests were carried out with an extruder with a different pitch Screw flight 8 carried out. The following data were available for the second test arrangement:
Außendurchmesser
der Schnecke:
Länge der Schnecke:
Anordnung der
Schnecke:
Steigung:outer diameter
the snail:
Length of the screw:
Arrangement of
Slug:
Pitch:
Drehzahl:
Material:
Schmelzedruck:
Schmelzetemperatur:Rotational speed:
Material:
Melt pressure:
Melt temperature:
D = 90 mm L = 24 DD = 90 mm L = 24 D
liegendlying
t =1,5 bis 0,8 D (in der Kompressionszone
gleichmäßig abnehmend) t = 1.5 to 0.8 D (in the compression zone
evenly decreasing)
η = 120 min 'η = 120 min '
PA 6 (Ultramid) LV = 2,4PA 6 (Ultramid) LV = 2.4
ρ = 100 bar ± 2%ρ = 100 bar ± 2%
t = 265" C ± I" C.t = 265 "C ± I" C.
Auch hier wurden, wie im ersten Beispiel, zunächst Versuche gefahren, in denen keine weiteren Ausbildungen am Extruder vorgenommen worden sind, um einen Ausgangswert für die nachstehenden VergleicheHere, too, as in the first example, tests were initially carried out in which no further training was provided on the extruder to be a baseline for the comparisons below
mi zu erzielen. Der Extruder erbrachte eine Mengenleistung von 288 kg/h.mi to achieve. The extruder produced a quantity output of 288 kg / h.
Der folgende Versuch wurde ebenfalls mit zwei Rjihen von je zwei auf dem Umfang des Schneckenzylinders 2 verteilt angeordneten Leitelementen 7The following experiment was also carried out with two rows of two each on the circumference of the screw cylinder 2 guide elements 7 arranged in a distributed manner
tv"> durchgeführt. Die Anordnung und Durchführung der Leitelemente 7 am bzw. durch den Schneckenzylinder 2 war die gleiche wie bei der ersten Versuchsanordnune. Bei diesem Versuch wurde ein Mengenlei-tv "> carried out. The arrangement and implementation of the Guide elements 7 on or through the screw cylinder 2 were the same as in the first test arrangement. In this attempt a quantity guideline was
stungsriickgang auf 230 kg/h festgestellt.Decrease in performance to 230 kg / h was determined.
Bei dem weiteren Versuch wurden Nuten 5 im Bereich der Einzugszone der Schnecke 1 verwendet. Der Schneckenzylinder 2 war der gleiche wie bei der ersten Versuchsanordnung. Hierbei ergab sich nahezu die gleiche Mengenleistung wie bei ungenutetem Schnekkenzylinder 2. Die Höhe der Mengenleistung betrug 280 kg/h.In the further experiment, grooves 5 were used in the area of the feed zone of the screw 1. Of the Screw barrel 2 was the same as in the first experimental set-up. This resulted in almost the same output as with unslotted screw cylinder 2. The amount of output was 280 kg / h.
In der abschließenden Versuchsreihe wurden wiederum beide zuerst getrennt angewandten Merkmale gleichzeitig benutzt. Hierbei ergab sich eine wesentliche Mengenleistungssteigerung auf 360 kg/h.In the final series of tests, both characteristics were first applied separately used at the same time. This resulted in a significant increase in volume output to 360 kg / h.
Beide Versuchsanordnungen zeigen, daß nur durch die vorgeschlagene Kombination der zum Teil an siel bekannten Merkmale eine nennenswerte Mengenlei stungssteigerung zu erzielen ist.Both experimental set-ups show that only through the proposed combination of some of the siel known features a noteworthy quantity performance increase is to be achieved.
Wird ein anderes Material als das obenerwähnt verarbeitet, so können einige Änderungen hinsichtlicl der Größe und Anordnung sowohl der Leiteleri:ente " als auch der Nuten 5 erforderlich werden. Die Leit elemente 7 werden deshalb - wie schon erwähnt - ho henverstellbar und um ihre Achse schwenkbar an geordnet. Die Tiefe der Nuten 5 kann durch das Ein bringen von Stnhlleisten in die Nuten 5 veränder werden, welche Stahlleisten von außen her in den Nu ten einstellbar sind.If a different material than the one mentioned above is used, some changes may be made the size and arrangement of both the Leiteleri: duck "and the grooves 5 are required. The Leit Elements 7 are therefore - as already mentioned - height adjustable and pivotable about their axis orderly. The depth of the grooves 5 can be changed by inserting stool strips into the grooves 5 which steel strips can be adjusted from the outside in the grooves.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2634024A DE2634024B2 (en) | 1976-07-29 | 1976-07-29 | Screw extruder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2634024A DE2634024B2 (en) | 1976-07-29 | 1976-07-29 | Screw extruder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2634024A1 DE2634024A1 (en) | 1978-02-02 |
DE2634024B2 true DE2634024B2 (en) | 1980-05-08 |
Family
ID=5984174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2634024A Ceased DE2634024B2 (en) | 1976-07-29 | 1976-07-29 | Screw extruder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2634024B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3613612A1 (en) * | 1985-04-30 | 1986-11-06 | Gumix S.A., Barcelona | TURBOMIC EXTRUSION |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3438649A1 (en) | 1984-10-22 | 1986-04-24 | Windmöller & Hölscher, 4540 Lengerich | SINGLE SCREW EXTRUSION FOR THERMOPLASTIC AND ELASTOMERS |
-
1976
- 1976-07-29 DE DE2634024A patent/DE2634024B2/en not_active Ceased
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3613612A1 (en) * | 1985-04-30 | 1986-11-06 | Gumix S.A., Barcelona | TURBOMIC EXTRUSION |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2634024A1 (en) | 1978-02-02 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
8235 | Patent refused |