DE2907075C2

DE2907075C2 - Schneckenextruder für Schmelzkleber-Profilstränge

Info

Publication number: DE2907075C2
Application number: DE2907075A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Ing.(Grad.) Janser; Heinz Mewes; Wilhelm Dip.-Ing. 5210 Troisdorf Nachtigall
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Huels Troisdorf AG
Priority date: 1979-02-23
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1983-08-11
Also published as: DE2907075A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen einstufigen Schneckenextruder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Erfindung geht von einem Stand der Technik aus, wie er nach der deutschen Auslegeschrift 2104 492 bekannt ist. In dieser Druckschrift ist eine Schneckenstrangpresse beschrieben mit einer Schnecke, die im Anschluß an eine Förderzone einen einstufigen Scherspaltteil und anschließend eine Mischzone mit Mischscheiben vorsieht. Mit dieser Anordnung erfolgt an der Schneckenspitze eine starke Druckentspannung des zu verarbeitenden Produktes. Dadurch können die zu fordernde Förderkonstanz und Maßhaltigkeit bei der Verarbeitung z. B. von Polyestern oder Polyamiden zr. Schmelzkleber-Profilsträngen nicht erreicht werden.

Schmelzkleber-Profilstränge werden beispielsweise in der Schuhindustrie vielfach eingesetzt und werden hier mittels Aufschmelzautomaten fortlaufend verarbeitet. Diese Aufschmelzautomaten sind nur dann kontinuierlich und funktionssicher zu betreiben, wenn die eingesetzten Schmelzkleber-Profilstränge in entsprechend engen Querschnittstoleranzen vorliegen. Querschnittsschwankungen, die über einen vorgegebenen Toleranzbereich hinausgehen, führen zum Festklemmen ' in dem Aufschmelzautomaten. Es ist daher das Bestreben, Schmelzkleber-Profilstränge mit möglichst großer Genauigkeit der Querschnittsabmessungen kontinuierlich durch Extrusion zu fertigen. Bei der bekannten Extrusion von Schmelzkleber-Profilsträngen ' aus thermoplastischem Polyester oder Polyamid mittels Schneckenextrudern wird die geforderte Genauigkeit durch den zusätzlichen Einsatz von Schmelze-Zahnradpumpen vor dem Extruder oder von Kalibriervorrichtungen, die dem Extruder nachgeschaltet sind, erreicht Jedoch erfordern solche Schmelze-Zahnradpumpen einen hohen meß- und regeltechnischen Aufwand.

Auch der Einsatz von Kalibriervorrichtungen beim Extrudieren von Schmelzkleber-Profilsträngen bedeutet einen zusätzlichen Aufwand. Darüber hinaus treten beim Kalibrieren von massiven Querschnitten Probleme durch die Wulstbildung am Einlauf der Kaübriervorrichtung infolge der Dickenschwankungen des extrudierten Profilstranges auf, was zum Abreißen des Profilstranges führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst einfachen und betriebssicheren Schneckenextruder zum Extrudieren von Schmelzkleber-Profilsträngen, insbesondere aus thermoplastischem Polyester bzw. Polyamid, zu schaffen, der ohne den zusätzlichen Aufwand einer Schmelze-Zahnradpumpe oder einer Kalibriereinrichtung gestattet Schmelzkieber-Profilstränge hoher Maßhaltigkeit herzustellen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst

Durch die Erfindung wird es möglich, mit einem einstufigen Schneckenextruder mit einer speziell ausgelegten Einspindelschnecke Schmelzkleber-Profilstränge zu extrudieren, deren Maßhaltigkeit beispielsweise die mit einem mit zusätzlicher Schmelze-Zahnradpumpe ausgestatteten Schneckenextruder hergestellten Schmelzkleber-Profilstränge übertrifft.

Erfindungsgernäß wird die Förderkonstanz des Schneckenextruders durch die spezielle Auslegung der Schnecke als Einspindelschnecke mit einem besonders gestalteten Mischkopf erreicht Der in Scher- und Mischzonen aufgeteilte Mischkopf der Schnecke übernimmt die Aufgabe, den Schmelzkleber vollständig aufzuschließen und durch einen gezielten Druckaufbau in den Scherzonen zusätzlich die Förderkonstanz günstig zu beeinflussen. Ein besonders günstiger Einfluß auf den gleichmäßigen Austrag äes Schmelzklebers aus dem Schneckenextruder wird durch die wechselweise Hintereinanderschaltung der Mischzonen und der Scherzonen erreicht.

Vorzugsweise weist jede Mischzone drei Nockenringe auf, wobei die Nockenlänge und der Abstand der Nockenringe voneinander gleich groß sind.

Jeder Nockenring kann 6 bis 30, vorzugsweise 18 bis 24, Nocken aufweisen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Anlage zum Herstellen von Schmelzkleber-Profilsträngen,

F i g. 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Einspindelschnecke,

F i g. 3 eine Draufsicht auf den Endabschnitt der Schnecke gemäß Fig. 2,

Fig.4 einen Teil-Querschnitt längs der Linie A-A nach F i g. 3.

Für die Herstellung von Schmelzkleber-Profilsträngen, beispielsweise aus thermoplastischem Polyester, ist zum Aufschmelzen und zur Formgebung ein Schneckenextruder 1 mit einem Düsenwerkzeug 2 vorgesehen. Der aus dem Werkzeug 2 austretende Profilstrang 3 wird bei vertikalem Austritt frei in ein Wasserbad 4 eingeleitet, ohne Umlenkhilfen wieder herausgeführt und nach Durchlaufen einer Abdampfstrecke 5 und einer Dickenmeßvorrichtung 6 in einer Aufwickelanlage

7 nach Abkühlung und Erreichen der Formstabilität aufgewickelt (F i g. 1).

Zum Erzielen der gewünschten Meßgenauigkeit des Profilstranges 3 ist die in F i g. 2 dargestellte erfindungsgemäß ausgebildete Einspindelschnecke vorgesehen.

Die Einspindelschnecke 2 weist einen Förderabschnitt auf, der aus einer Einzugszone I, einer Kompressionszone II, einer Meteringzone III und einem Endabschnitt IV besteht Die Schneckenlänge 24 beträgt vorzugsweise das 20- bis 35fache des Schneckendurchmessers 23. Der Schneckendurchmesser 23 beträgt zwischen 30 und 90 mm, vorzugsweise 50 bis 70 mm. Die Kompression der Schnecke wird zwischen 1:2 bis 1 :32 gewählt Ein weiteres Kenndatum ist der mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnete Schneckenkerndurchmesser.

In F i g. 3 ist der Endabschnitt IV näher dargestellt Die Mischzonen 10,11,12 sind untereinander gleich mit jeweils drei Nockenringen 25 aus Nocken 16 ausgebildet Die Nockenlänge 18 und der Abstand 17 zweier : Nockenringe 25 voneinander sind vorzugsweise gleich groß. Die Länge 19 jeder Scherzone ist wesentlich kleiner als die Länge 20 jeder Mischzone.

In Fig.4 ist der halbe Querschnitt nach A-A nach F i g. 3 gezeigt. Hieraus geht die weitere Ausbildung der : Nocken 16 hervor, wobei die Nockenbreite 21 etwa dem Nockenabstand innerhalb einer Nockenreihe entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel der Schnecke sieht folgende Abmessungen vor:

Der Schneckendurchmesser 23 beträgt D = 70 mm. die Gesamtschneckenlänge 24 beträgt 25 D, hiervon entfallen auf die Einzugszone 6 D, auf die Kompressionszone 9 D und auf die Meteringzone 10 D. Das Kompressionsverhältnis der Schnecke beträgt hier 1 :2,7. Die Schnecke hat 25 Windungen, eine Gangtiefe von 102 mm und eine Steigung von 60 mm. Der Endabschnitt IV ist als separates Teil gefertigt und im Bereich 29 mit der Schnecke fest verbunden.

In Richtung auf die Schr.eckenspitze 9 zu sind abwechselnd jeweils eine der drei Mischzonen 10,11, i2 mit einer der drei Scherzonen 13,14,15 vorgesehen. Bei einer Gesamtlänge des Endabschnitts IV von 280 mm sind je drei Mischzonen von 60 mm Länge mit je drei Nockenreihen und je 20 Nocken forgesehen. Die zwischen- und nachgeschalteten Scherzonen sind jeweils 15 mm lang, wobei der Scherspalt, d. h. das halbe Schneckenspiel zwischen Scherzone :nd Zylindergehäuse 1,5 mm beträgt.

Mit einer derart gestalteten Einspindelschnecke ist es beispielsweise möglich, mit einem entsprechenden Düsenwerkzeug 2 einen Schmelzkleber-Profilstrang aus thermoplastischem Polyester mit einem Soll-Durchmesser von 4,0 mm mit einer Durchmesserschwankung von ±0,025 mm einwandfrei kontinuierlich zu extrudieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansppjche:

1. Einstufiger Schneckenextruder zur kontinuierlichen Herstellung von Schmelzkleber-Profilsträngen, insbesondere aus thermoplastischem Polyester bzw. Polyamid, mit einer von einem koaxialen Zylindergehäuse umgebenen Einspindelschnecke mit einem Förderabschnitt aus einer Einzugs- (I), Kompressions- (II) und Meteringzone (III), bei einem Verdichtungsverhältnis der Schnecke von 1 :2 bis 1 -.32, sowie mit einem Endabschnitt (IV) aus Scherzonen und Mischzonen, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (IV) aus je zwei bis vier, vorzugsweise drei, Mischzonen (10,11, 12) und Scherzonen (13,14,15) besteht, wobei auf die '· Meteringzone (III) abwechselnd jeweils eine Mischzone und eine Scherzone folgen, die Länge einer Mischzone das 0,4- bis l,5fache, die Länge einer Scherzone das 0,1- bis 0,5fache des Schneckendurchmessers '23) beträgt, die Mischzone Nockenringe ■» (25) mit Nocken (16) aufweist und die Scherzone als Ring ausgebildet ist, dessen Durchmesser (28) zwischen dem Kerndurchmesser (26) der Schnecke (8) und dem Nockenaußendurchmesser (27) liegt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ^ zeichnet, daß jede Mischzone drei Nockenringe (25) aufweist und die NockerJänge (18) sowie der Abstand (17) der Nockenringe (25) voneinander gleich groß sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Nockenring 6 bis 30, vorzugsweise 18 bis 24, Nocken aufweist.