DE2801499A1 - Extruder zur behandlung hochtemperaturempfindlicher kunststoffe - Google Patents

Extruder zur behandlung hochtemperaturempfindlicher kunststoffe

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Description

280U99
SIEMENS AKTISriGSSZLLSCHAFT Unser Zeichen
Berlin und München VFA 78 P 4501 BRD
Extruder zur Behandlung hochtemperaturempfindlicher Kunststoffe
Die Erfindung bezieht sich auf einen Extruder zur Behandlung hochtemperaturempfindlicher Kunststoffe, wie z. B. vernetzbares Polyäthylen oder Zeil-Polyäthylen mit einem chemischen Treibmittel, mit einem mit Kühl- und Heizeinrichtung beaufschlagten Sxtruderzylinder und einer darin geführten hehlen i,;:truderschnecke.
Der Einsatz von Kunststoffen als Isolierung für Kabel und Leitungen nimmt ständig zu. Damit gewinnt auch der Einsatz von Extrudern ständig an Bedeutung. Bei den auf dem Markt befindlichen Lxtrudern sind Ausführungsformer, bekannt, bei denen die Temperatur des Sxtruderzylinders regelbar ist, um so die Qualität der teilweise auf Temperaturänderungen sehr empfindlich reagierenden Kunststoffe zu optimieren. Für diesen Zweck werden im Bereich des Extruderzylinders Heiz- und Kühleinrichtungen angeordnet (DS-OS 24 17 067).
Gre 3 Un / 9.1.1978
9 89828/0526
280U99
- & - VPA 78 P 4501 BRD
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Regelung der Temperatur der Kunststoffe im Extruder erheblich zu verfeinern. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die hohle Extruderschnecke mit Vorrichtungen zur Messung der Schneckenwandtemperatur und zum Beaufschlagen mit Druckluft versehen ist und der Extruderzylinder derart dreischichtig ausgebildet ist, daß einer äußeren druckfesten Wandschicht nach innen eine homogene Schicht aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit folgt, die zum Extruderinnenraum von einer Verschleißschicht abgeschlossen ist.
Gegenüber bekannten Extrudern mit Hohlschnecken (DS-OS 21 14 111), die zum Teil schon mit Wasser oder Öl gefüllt werden, um damit der Schnecke Wärme zu- oder abführen zu können, gelingt es durch die Messung der Schneckenwandtemperatur und durch die Beaufschlagung der Schnecke mit Druckluft als Wärmeträgermedium zu einer mit sehr geringer Wärmeträgheit reagierenden Schnecke zu kommen. Die auf diese Weise erzielbare Verbesserung der Qualität hochtemperaturempfindlicher Kunststoffe wird weiterhin dadurch verbessert, daß auch auf der Kunststoff-Außenseite durch den Extruderzylinder die Temperatur gegenüber bekannten Vorrichtungen dieser Art viel exakter regelbar ist. Dies wird in ganz erheblichem Maße durch die für eine Homogenisierung sorgende Zwischenschicht aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit bewirkt.
Grundgedanke ist dabei die Aufteilung des Extruderzylinders in Funktionsbereiche, nämlich
1. den ein druckfestes Gehäuse bildenden Rohrkörper
2. die Wärmeleitschicht (aus Kupfer oder Hartkupferlegierungen)
3. Verschleißschicht.
Mit Hilfe dieser Maßnahme werden auch die bei Extrudern gefürchteten "heißen Nester", das sind Stellen stark
θ Θ-9 828/0526
280U99
VFA 78 P 4501 BRD überhöhter Temperatur, vermieden. Außerdem ist es bei einem Extruder mit einer solchen ausgleichenden Schicht nicht mehr so problematisch, wie die Heiz- und Kühleinrichtungen auf der Außenseite des Extruders angeordnet sind.
Eine derartige Aufteilung der Funktionsbereiche des Extruderzylinders ermöglicht auch im Zuge der konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung die Temperaturfühler in besonders geschickter Weise am Extruderzylinder anzuordnen. Dies erreicht man dadurch, daß man beispielsweise die Spitzen der Thermoelemente in das Material hoher Wärmeleitfähigkeit eingreifen läßt. Auf diese Weise können mit Sicherheit keine zu starken Temperaturabweichungen auftreten, weil die Schicht hoher Wärmeleitfähigkeit die Wärme gleichmäßig in Richtung auf den von ihr umschlossenen Kunststoff verteilt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann man auch die hohle Extruderschnecke mindestens teilweise mit einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit auskleiden. Mit dieser Maßnahme kann man z. B. dafür sorgen, daß über die Länge der Extruderschnecke der gewünschte Wärmetransport stattfindet und daß insbesondere der Wärmeentzug aus der-aber auch die Wärmezufuhr an die Schmelze über die ganze Länge der Hohlschnecke erfolgen kann, wenn über den Hohlraum der Schnecke ihre Temperatur beeinflußt wird, d. h. wenn über den Hohlraum der Schnecke Wärme zu- oder Wärme abgeführt wird.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine hohle Sxtruderschnecke und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Extruderzylinders.
9Θ9828/0526
S 280H99
- 4 - VPA 78 P 4501 BRD
Der ohne Antrieb und Lager dargestellte vordere Teil einer Extruderschnecke ist als Hohlschnecke 10 ausgebildet. Der Hohlraum 11 ist durch den Einbau einer rohrförmigen Lanze 12 in zwei Strömungskanäle 13 und 14 unterteilt. Während über den inneren Kanal 13 das wärmetragende Medium eingeblasen werden kann, strömt es im ringförmigen Kanal 14 entlang der Innenwand 17 der Hohlschnecke zurück. Um den Wärmeübergang zu optimieren und eine gleichmäßige Wärmeverteilung über die ganze Länge der Hohlschnecke|zu erreichen, ist die Innenseite 16 des aus Stahl bestehenden Schneckenzylinders 15 mit einer Schicht 18 aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Kupfer, ausgekleidet. In diese Schicht 18 greift auch die Spitze 6 des Thermoelementes 5 ein.
Fig. 2 zeigt anhand eines Teillängsschnittes durch einen Extruderzylinder 20 dessen dreischichtigen Aufbau. Den eigentlichen Extruderzylinder bildet ein Rohrkörper aus Stahl, der so bemessen ist, daß er die teilweise sehr hohen Drücke im Extruderinnenraum 24 aufnehmen kann. Der Rohrkörper 21 ist mit einem Zylinder 22 aus Kupfer, also einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, ausgekleidet, der seinerseits durch einen Zylinder 23 aus einem verschleißfesten Material zum Innenraum 24 abgeschlossen ist. Auf der Außenseite des Zxtruderzylinders 20 sind Heiz- und Kühleinrichtungen 25 und 25 in wechselnder Folge angeordnet. Die Spitze 9 eines Thermoelementes 8 greift in die Kupferschicht 22 sin, da diese Schicht die Gewähr dafür bietet, daß keine örtlichen Temperaturüberhöhungen vorliegen können.
2 Figuren
3 Ansprüche
9Θ9828/0526

Claims (3)

VPA 78 P 4501 BRD Patentansprüche · i, 6- U I H 9
1. Extruder zur Behandlung hochtemperaturempfindlicher Kunststoffe, wie z. B. vernetzbares Polyäthylen oder Zeil-Polyäthylen mit einem chemischen Treibmittel, mit einem mit Kühl- und Heizeinrichtung beaufschlagten Extruderzylinder und einer darin geführten hohlen Extruderschnecke , dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Extruderschnecke (10) mit Vorrichtungen (5, 12) zur Messung der Schneckenwandtemperatur und zum Beaufschlagen mit Druckluft versehen ist und der Extruderzylinder (20) derart dreischichtig ausgebildet ist, daß einer äußeren druckfesten Wandschicht (21) nach innen eine homogene Schicht (22) aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit folgt, die zum Extruderinnenraum (24) von einer Verschleißschicht (23) abgeschlossen ist.
2. Extruder nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß in die homogene Wandschicht (22) des Extruders aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit mindestens eine Thermoelementspitze (9) eingreift.
3. Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daij die hohle Extruderschnecke (10) mindestens teilweise mit einem Material (18) hoher Wärmeleitfähigkeit ausgekleidet ist.
^GiNAL INSFECiSD
8Θ 9828/0526
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