DE2905717A1 - Single screw extruder for thermoplastics - has two separate planetary sections with central shafts fixed to remaining shafts - Google Patents
Single screw extruder for thermoplastics - has two separate planetary sections with central shafts fixed to remaining shaftsInfo
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Abstract
Description
Einschneckenextruder zum Verarbeiten Single screw extruder for processing
und Strangpressen von thermoplastischen Massen Bei der Verarbeitung von thermoplastischen Formmassen, beispielsweise Polyolefinen, mit Einschneckenextrudern ist es bekannt, die Einschnecke als Dreizonenschnecke auszubilden. Dabei wird die Formmasse in der Komprimierzone verdichtet und anplatifiziert. Bei dem ablaufenden Aufschmelzvorgang wurde festgestellt, daß sich in den Schneckengängen eine rollende Schmelze strömung und ein Feststoffbett bildet, das noch nicht ausreichend plastifiziert ist. Daher wird bei einigen bekannten Strangpressen nach der Komprimierzone ein Scherabschnitt angeordnet. Ein derartiger Scherabschnitt weist einen engen Scherspalt auf, der von jedem Materialteilchen mindestens einmal passiert werden muß. Anschließend an diesen Scherabschnitt folgt ein weiterer Schneckenabschnitt, der der Förderung und weiteren Plastifizierung und gegebenenfalls dem Entgasen der plastifizierten Formmasse dient. Um ein ausreichendes Homogenisieren der nun vorliegenden Schmelze zu sichern, ist es bekannt, diesem Schnekkenabschnitt ein Tischteil nachzuordnen. Dieses Mischteil kann in vielfältiger Art ausgebildet sein. Bekannt sind beispielsweise Nockentnischteile, Zahnscheiben und andere. Anschließend an dieses Tischteil ist eine Austragszone vorhanden, deren Schnekkenabschnitt den nötigen Auspreßdruck aufbaut. and extrusion of thermoplastic masses during processing of thermoplastic molding compositions, for example polyolefins, with single-screw extruders it is known to design the single screw as a three-zone screw. The Molding compound compacted and plated in the compression zone. With the expiring Melting process was found to be rolling in the screw flights Melt flow and a solid bed forms that is not sufficiently plasticized is. Therefore, in some known extrusions, there is a compression zone after the compression zone Shear section arranged. Such a shear section has a narrow shear gap which must be passed by each material particle at least once. Afterward this shear section is followed by a further screw section, that of conveying and further plasticizing and optionally degassing the plasticized Molding compound is used. To ensure adequate homogenization of the melt that is now present to secure, it is known to arrange a table part after this screw section. This mixing part can be designed in a variety of ways. Are known for example Cam table parts, tooth lock washers and others. Subsequent to this table part is there is a discharge zone, the screw section of which builds up the necessary extrusion pressure.
Es hat sich nun herausgestellt, daß die extrudierte Formmasse nicht immer den benötigten Qualitätserfordernissen genügt. Weiter blieb der Wunsch der Verarbeiter bestehen, eine höhere Produktqualität zu erzielen. Ursachen für die nicht ausreichende Produktqualitit werden darin gesehen, daß im Scherabschnitt oft örtlich unzulässig hohe ,cXlerenergie in die bereits vorlieftende Teilschmelze ze (>iralet)rllclll wird . Dieses hat die Auswirkung ß überscilreitungenen kommt, die einzelne Masseteilchen der Teilschmelze beschädigen. Der Verarbeiter war daher gezwungen, die Produktionsgeschwindigkeit der Schneckenpresse zu verringern.It has now been found that the extruded molding compound does not always meets the required quality requirements. Next remained the wish of Processors insist on achieving higher product quality. Causes for the Insufficient product quality is seen in the fact that in the shear section often Locally inadmissibly high carbon energy in the partial melt already present (> iralet) rllclll becomes. This has the effect ß overridden comes that damage the individual mass particles of the partial melt. The processor was therefore forced to reduce the production speed of the screw press.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einschneckenextruder der eingangs scschilderten Art zu schaffen, mit dem #;I#ermop]astische Formmassen zu Endprodukten höherer Qualität bei hohem Ausstoß schonend verarbeitet werden können.The invention is based on the object of a single-screw extruder of the type described at the beginning, with the #; I # ermop] astic molding compounds can be gently processed to end products of higher quality with high output.
Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten merkmale gelöst. In dem erfindungsgemäßen Einschneckenextruder wird die eingezogene feststoffartige Formmasse in der Komprimierzone anplastifiziert und nach einem Druckaufbau dem ersten Planetenwalzenteil zugeführt. In diesem ersten Planetenwalzenteil wird die Formmasse umgeschichtet und aufgebrochen sowie größere Masseoberflächen geschaffen. Es ist dadurch zuverlassig sichergestellt, daß die von den bereits plastifizierten Naterialteilohen isolierte Materialseele des äeweiligen Solmeckenganges einer walzwerkartigen Bearbeitung unterworfen wird. Die geschaffene vergrößerte Naterialoberfläche erlaubt ein wirksames Entgasen der Formmasse schon in dem Planetenwalzenteil. Im anliegenden Schneckenförderteil wird die plastifizierte Formmasse in an sich bekannter Weise gefördert und weiter plastifiziert. Nach einem erneuten Druckaufbau wird die nun vorliegende Schmelze vom zweiten Planetenwalzenteil erfaßt und schonend homogenisiert. Noch vorhandene nicht vollplastifizierte Partikel bzw. zugegebene Additive werden dispergiert und Temperaturungleichmaßigkeiten in der Schmelze ausgegli chen. Die Temperatur der Schmelze kann über den temperierten Zylinder des Planetenwalzenteiles aufgrund der großen Naterialoberfläche sicher begrenzt werden.The task is given by those mentioned in the characterizing part of claim 1 features solved. In the single-screw extruder according to the invention, the solid-like molding compound plasticized in the compression zone and after a pressure build-up fed to the first planetary roller part. In this first planetary roller part is the molding compound is rearranged and broken up, and larger areas of the compound are created. It is thereby reliably ensured that the already plasticized Naterialteilohen isolated material core of the respective Solmeckenganges a rolling mill-like Processing is subjected. The created increased material surface allows an effective degassing of the molding compound already in the planetary roller part. In the attached The plasticized molding compound becomes the screw conveyor part in a manner known per se promoted and further plasticized. After another pressure build-up, the will now existing melt captured by the second planetary roller part and gently homogenized. Any non-fully plasticized particles or additives that are still present will be dispersed and temperature irregularities in the melt compensated. the The temperature of the melt can be controlled via the temperature-controlled cylinder of the planetary roller part can be safely limited due to the large material surface.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen ;) und 3 ~relcennzeichnet.Advantageous refinements of the invention are set out in the subclaims ;) and 3 ~ relc.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachstehend näher erläutert. An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing explained in more detail.
Der in der Zeichnung gezeigte Einschneckenextruder weist ein erstes Schneckenzylinderteil 1 mit einer zylindrischen Bohrung 2 auf, in der ein Schneckenteil 3 drehbar angeordnet ist. Das Zylinderteil 1 weist an seinem einen Ende eine Öffnung 4 für einen aterialtrichter 5 auf. Unter der Einfüllöffnung 4 befindet sich die Einzugszone 6 des Schneckenteiles 3, der eine Kornprimierzone 7 mit ansteigendem Schneckenkerndurchmesser folgt. Die Komprimierzone 7 luft in einem kurzen Schneckenabschnitt 8 gleichbleibenden Kerndurchmessers aus, der zum Druckaufbau dient. The single screw extruder shown in the drawing has a first Screw cylinder part 1 with a cylindrical bore 2 in which a screw part 3 is rotatably arranged. The cylinder part 1 has an opening at one end 4 for an aterial funnel 5. Under the filler opening 4 is the Feed zone 6 of the screw part 3, which has a Kornprimierzone 7 with increasing Screw core diameter follows. The compression zone 7 runs in a short screw section 8 constant core diameter, which is used to build up pressure.
An das erste Schneckenzylinderteil 1 ist ein innenverzahntes Zylinderteil 9 eines ersten Planetenwalzenteiles 11 angeflanscht. Die Haupt spindel 12 des Planetenwalzenteiles 11 ist drehfest einerseits mit dem ersten Schneckenteil 3 und andererseits mit einem in Förderrichtung gesehen nachfolgenden Schnekkenförderteil 13 verbunden. Die Hauptspindel 12 ist in an sich bekannter Weise von sich drehenden und umlaufenden Planetenspindeln 14 umgeben, die gegen einen Anlaufring 15 im innenverzahnten Zylinderteil 9 anliegen. An internally toothed cylinder part is attached to the first screw cylinder part 1 9 of a first planetary roller part 11 is flanged. The main spindle 12 of the planetary roller part 11 is non-rotatable on the one hand with the first screw part 3 and on the other hand with a Connected following screw conveyor part 13 viewed in the conveying direction. The main spindle 12 is in a manner known per se of rotating and revolving planetary spindles 14, which rest against a stop ring 15 in the internally toothed cylinder part 9.
Das in Förderrichtung gesehen angrenzende Scimeckenzylinderteil 16 weist am Anfang eine Entgasungsöffnung 17 auf, die mit einem tiefergeschnittenen Schneckenabsclulitt 18 des Schneckenförderteils 13 zusammenwirkt. Anschließend weist die Förderschnecke 13 über eine größere Länge ein gleichbleibendes Gangvolumen auf, das zur Förderung und zum Druckaufbau in der Schmelze dient. The adjacent corner cylinder part 16, seen in the conveying direction has a vent opening 17 at the beginning, which is cut with a deeper Schneckenabsclulitt 18 of the screw conveyor part 13 cooperates. Subsequently assigns the screw conveyor 13 has a constant flight volume over a greater length, which is used to convey and to build up pressure in the melt.
Im Endbereich des Schneckenzylinderabschnittes 16 ist eine Zuschlagsöffnung 19 für beispielsweise das Einbringen eines das förmigen Treibmittels vorgesehen. In the end area of the screw cylinder section 16 there is an additional opening 19 provided for example for the introduction of the shaped propellant.
An das Förderschneckenteil 13 schließt sich ein weiteres Planetenwalzerteil 21 an, dessen Aufbau dem ersten Planetenwalzenteil 11 entspricht. Wahlweise kann die Verzahnung dieses zweiten Planetenwalzenteiles 21 von der Verzahnung des ersten Planetenwalzenteiles 11 abweichen oder nicht. An das zweite Planetenwalzenteil 21 schließt sich ein Austragszylinder 22 an, dessen Schuleckenteil 23 zum Aufbauen eines ausreichenden Auspreßdruckes dient. Die Hauptspindel 25 des zweiten Planetenwalzenteiles 21 ist drehfest mit den Schneckenteilen 13 und 23 verbunden. A further planetary roller part connects to the screw conveyor part 13 21, the structure of which corresponds to the first planetary roller part 11. Optionally can the interlocking of this second Planetary roller part 21 of the toothing of the first planetary roller part 11 differ or not. To the second part of the planetary roller 21 is followed by a discharge cylinder 22, its school corner part 23 for building up a sufficient squeezing pressure is used. The main spindle 25 of the second planetary roller part 21 is non-rotatably connected to the screw parts 13 and 23.
Die Zylinderteile 9 und 24 der Planetenwalzenteile 11 und 21 sind in an sich bekannter Weise temperierbar ausgebildet. Es versteht sich, daß die Zylinderteile 1, 16, 22 der jeweiligen Scbneckenteile 3, 13 23 ebenfalls temperierbar ausgebildet sein können. Weiter ist es möglich, in der Einzugszone 6 Innennuten im Sc#rneckenzylinder 1 zum besseren Einzug der zugegebenen Formmasse vorzusehen. Die Planetenwalzenteile 11 und 21 haben eine Lönge von 2 D (~1) = £3chneckendurclimesser).The cylinder parts 9 and 24 of the planetary roller parts 11 and 21 are formed temperature-controllable in a manner known per se. It is understood that the cylinder parts 1, 16, 22 of the respective screw parts 3, 13, 23 also designed to be temperature-controlled could be. It is also possible to create 6 internal grooves in the screw cylinder in the feed zone 1 to be provided for better absorption of the added molding compound. The planetary roller parts 11 and 21 have a length of 2D (~ 1) = £ 3 screw diameter).
Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Sinschneckenextruders ist wie folgt: Uber den Einfülltrichter 5 wird die zu verarbeitende Formmasse, die in Granulat- oder Pulverform vorliegen kann, in die Einzugszone 6 eingegeben. In der Komprimierzone 7 wird die Formmasse verdichtet und anplastifiziert. An der Zylinderwand bildet sich ein geschmolzener Vassefilm, der von der aktiven Schneckensteg flanke abgeschabt wird. Dadurch bildet sich an der aktiven Schneckenstegflanke eine sich stetig vergrößernde zirkulierende Schmelzeströmung. An der passiven ochneckenstegflanke liegt das Feststoffbett der Formmasse. In der so anpiastifizierten Formmasse wird Druck aufgebaut und die Formmasse wird in das erste Plnnetenwalzenteil 11 gedrückt und dort in der Planetenverzahnung einer ständigen walzwerkartigen Bearbeitung unterworfen.The mode of operation of the single screw extruder described above is as follows: The molding compound to be processed, the Can be in granulate or powder form, entered into the feed zone 6. In the compression zone 7, the molding compound is compressed and plasticized. On the cylinder wall A melted vasse film forms on the flank of the active screw flight is scraped off. As a result, one forms on the active screw flight flank steadily increasing circulating melt flow. On the passive ochnecken web flank is the solid bed of the molding compound. In the molding compound that has been plasticized in this way Pressure built up and the molding compound is pressed into the first surface roller part 11 and there subjected to constant rolling mill-like machining in the planetary gearing.
Es ist dabei leicht verständlich, daß die Feststoffteilchen von der walzwerkartigen Bearbeitung stärker erfaßt werden als die bereits geschmolzenen füasseteilchen. Nach dem Austritt aus dem ersten Flanetenwalzenteil 11 wird die entspannte Schmelze von einem Förderschneckenteil 13 erfaßt, welches zu Anfang tiefgeschnittene Gewindegange aufweist, deren Tiefe sich stetig vorringert, bis der Schneckenkerndurchmesser einen bestimmten ]3ctrag erreicht hat. Von da ab bleibt der Schneckenkerndurchmesser konstant bis zu dem zweiten Planetenwalzenteil 21. Die wieder unter Druck gesetzte Schmelze wird durch das zweite Planetenwalzenteil 21 gefördert und dort schonend homogenisiert.It is easy to understand that the solid particles of the rolling mill-like machining can be detected more strongly than those that have already melted fuseteilchen. After exiting the first Flanetenwalzenteil 11 is the relaxed melt of a screw conveyor part 13 detected which has deep-cut threads at the beginning, the depth of which is constantly increasing, until the screw core diameter has reached a certain drag. from since the screw core diameter remains constant up to the second planetary roller part 21. The re-pressurized melt is passed through the second planetary roller part 21 and gently homogenized there.
Zusätzlich wird über eine entsprechende Kühlung des innenverzahnten Zylinderteiles 24 eine unzulässige Temperaturerhöhung vermieden. Die aus dem Planetenwalzenteil 21 austretende homogenisierte Schmelze wird von einem Austragaschneckenteil 23 erfaßt und nach einem Druckaufbau aus einer hier nicht gezeigten Düse ausgepreßt.In addition, there is a corresponding cooling of the internally toothed Cylinder part 24 an unacceptable increase in temperature avoided. The one from the planetary roller part Homogenized melt emerging from 21 is captured by a discharge screw part 23 and, after a pressure build-up, squeezed out of a nozzle not shown here.
Fieber die Zuschlagsöffnung 19 kann in die Schmelze vor dem zweiten Planetenwalzenteil 21 ein Treibgas eingespritzt werden, das in dem Planetenwalzenteil 21 schonend und gleichmäßig verteilt wird. Verständlicherweise können auch andere Zuschläge durch die Zuschlagsöffnung 19 eingebracht werden.Fever the surcharge opening 19 can be in the melt before the second Planetary roller part 21, a propellant gas is injected into the planetary roller part 21 is distributed gently and evenly. Understandably, others can too Supplements are introduced through the surcharge opening 19.
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE2905717A1 true DE2905717A1 (en) | 1980-08-28 |
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Family Applications (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |