DE2911834A1

DE2911834A1 - Doppelschneckenextruder

Info

Publication number: DE2911834A1
Application number: DE19792911834
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing Dr Alber
Original assignee: Cincinnati Milacron Austria GmbH
Current assignee: Cincinnati Milacron Austria GmbH
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1979-03-26
Publication date: 1979-10-04
Also published as: AT384991B; JPS54135861A; FR2421723A1; CH639596A5; ATA234478A; FR2421723B1; AR216380A1; BR7902018A; IT7967682A0; IT1118537B

Description

Lorenz & Rieder-π

Patentanwälte

Lorenz Ie Riederer, Postfach 1320, D-8035 Gauting 2

Dipl.-Phys. "Willy Lorenz

Dipl.-Ing. Anton Frhr. Riederer von Paar

Kanzlei: Hubertusstraße 83 Vs Telekopierer X 400

D-8035 Gauting 2 * BREVET

® Mündien (0 89) 8 50 60 36 * Telex 5 21707 lore d

26. März¹ 1979

Unsere Akte: c 1'06-j,DE

Cincinnati Milacron Austria Aktiengesellschaft Wien (Österreich)

Doppelschneckenextruder

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Die Erfindung bezieht sich auf Doppelschneckenextruder, insbesondere konische Doppelschneckenextruder.

Eine der Hauptforderungen bei der Kunststoffextrusion ist jene nach einem möglichst homogenen Endprodukt. Doppelschneckenextruder, insbesondere solche konischer Bauart, liefern nach dem derzeitigen Stand der Technik das homogenste Extrudat. Zufolge der Doppelschneckengeometrie aber erfolgt der Extrusionsvorgang sozusagen portionsweise, so daß das fertige Extrudat aus der Aneinanderreihung -/on - wenn auch volumsmäßig kleinen - Kunststoffpaketen besteht.

Es sind schon zahlreiche Versuche zur Homogenisierung des solcherart aufgebauten Extrudates unternommen worden, jedoch haftet allen diesen Versuchen der Nachteil an, daß die Massestränge mit immer denselben Volumsteilen mit der Schneckenoberfläche in Kontakt blieben, eine Durchmischung bzw. Homogenisierung des Stranges von seinem Kern her erfolgte solcherart nicht.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es demgemäß, bei Doppelschneckenextrudern eine verbesserte Homogenität des Kunststoffextrudates zu erreichen. Diese Aufgabe wird bei einem Doppelschneckenextruder, insbesondere konischem Doppelschneckenextruder, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede der Schnecken austrittsseitig mit einem Mehrfachmassestromteiler ausgerüstet ist, dessen Teilerelemente förderaktiv angeordnet sind und kämmend zusammenwirken. Durch die Kämmung wird eine Aufteilung des gesamten Extrudatstromes in immer wieder andere Teilströme erreicht und zwar so, daß ein permanenter Wechsel der mit der Schnecke in Berührung stehenden Kunststoffoberflächen, bzw. -volumina erfolgt. Mit anderen Worten, es wird hiedurch erreicht, daß sich immer kleinere Portionen abkühlen, d.h. Zylindertemperatur annehmen. Die Kämmung hat zudem noch den Vorteil einer Selbstreinigung. Durch die förderaktive Anordnung ist die Kontinuität der Extrusion gewährleistet.

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Die an jeder Schnecke erfindungsgemäß angeordneten Mehrfachmassestromteiler können in der veschiedensten Weise realisiert werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können sie aus schräg zur Schneckenlängsachse ausgerichteten Rippen und/oder Rippenteilen bestehen, die mit zur Schneckenlängsachse geneigten Förderflächen ausgebildet sein können.

Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform kann der Massestromteiler aus Rippenteilen bestehen, die parallel zur Schneckenlängsachse ausgerichtet sind und mit zur Schneckenlängsachse geneigten Förderflächen ausgebildet sind.

Nachstehend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise erläutert. Es zeigen: die Fig.

I, 3, 5, 7, 9, 11, 13 und 15 jeweils das Austrittsende eines konischen Doppelschneckenextruders mit immer wieder anderen Ausführungsforraen erfindungsgemäßer Mehrfachinassestromteiler und die Fig. 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 und 16 Querschnitte längs Linien

II, IV, VI, VIII, X, XII, XIV und XVI der Fig. 1, 3, 5, 7, 9, 11 bzw. 13.

Gemäß den Zeichnungen ist die letzte austritts-

seitige Zone jeder Schnecke mit immer wieder anders angeordneten Rippenteilen versehen, die mit zur Schneckenlängsachse ausgerichteten und/oder geneigten Flächen ausgebildet sind, wodurch sich deren Förderaktivität ergibt. Bereits jetzt sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auf die dargestellte Form der Rippertr.-teile nicht beschränkt ist. Die Formgebung der Teilerelemente kann an sich beliebig sein, wesentlich ist nur, daß förderaktive Flächenbereiche vorhanden sind und jede Erhebung der einen Schnecke in eine entsprechende Vertiefung der anderen Schnecke mehr oder weniger eingreift, wodurch das kämmende Zusammenwirken gegeben ist.

Nach den Fig. 1, 3, 9 und 11 besitzen die Rippenteile in Draufsicht gesehen Rechteckform, nach den Fig. 5,

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7, 13 und 15 Parallelogrammform; sie sind immer wieder nach einer anderen Gesetzmäßigkeit angeordnet. Die Ausrichtung der Rippenteile ist mit Ausnahme der Ausführungsformen gemäß Fig. 13 und 15 schräg zur Schneckenlängsachse. Nach diesen Fig. 13 und 15 sind sie parallel zur Schneckenlängsachse ausgerichtet.

Die Gesetzmäßigkeit der Anordnung der Rippenteile gemäß Fig. 1 besteht darin, daß die Rippenteile 10 hintereinander längs zueinander paralleler Kegelschnitte angeordnet sind. Alternativ können die einzelnen Reihen 11 durchgehend mit Rippenteilen besetzt oder es können auch Lücken in den einzelnen Reihen ausgespart sein. Ferner sind nach Fig. 1 die Rippenteile der einen Schnecke 1 gegenüber den Rippenteilen der anderen Schnecke 2 versetzt angeordnet. Die entsprechende Versetzung der Konturenlinien 12' und 12" ist mit A bezeichnet. Abgesehen von dieser Versetzung können entweder für sich oder in Kombination mit A die Rippenteile in benachbarten Reihen 11 einer Schnecke gegeneinander versetzt sein, was Fig. 7 für die parallelogrammäßig gestalteten Rippenteile zeigt.

Gemäß Fig. 3 besteht die Gesetzmäßigkeit der

Anordnung der Rippenteile 30 darin, daß sie an jeder Schnecke 1, 2 längs in sich geschlossenen Umfangslinien 31' bis 31"" angeordnet sind; diese umfangslinien sind Vorliegendenfalls Kreise und durch zur Schneckenlängsachse senkrechte Ebenen entstanden zu denken. Die gegenseitige Anordnung der Rippen in den einzelnen Reihen 30' bis 30"" ist in dem dargestellten Fall beliebig gewählt.

Die Ausbildung des Mehrfachmassestromteilers gemäß Fig. 5.entspricht hinsichtlich Gesetzmäßigkeit der Anordnung und Ausrichtung der Rippenteile dem Mehrfachmassestromteiler gemäß Fig.1. Die Rippenteile sind an jeder Schnecke hintereinander in Reihen 51 angeordnet, wobei die Rippenteile in den einzelnen Reihen einer Schnecke gegenüber den Rippenteilen in den einzelnen Reihen der anderen Schnecke versetzt

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sind/ was durch die Versetzung A der beiden Konturen 52' und 52" angedeutet ist. Unterschiedlich gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Ausbildung der Rippenteile in Form von Parallelogrammen mit Förderflächen 55, wodurch das förderaktive Verhalten des Mehrfachmassestromteilers noch verbessert wird.

Fig. 7 zeigt eine Weiterbildung des Mehrfachmassestromteilers nach Fig. 5 bei welchem die Rippenteile 70 in abwechselnden Reihen derselben Schnecke 1 bzw. 2 jeweils gegeneinander versetzt sind. Die Konturen 73' , 73" und 73'" lassen dies klar erkennen. Darüberhinaus sind die Rippenteile der einen Schnecke gegenüber den Rippenteilen der anderen Schnecke versetzt, was durch die Versetzung A* der Mittellinien 72' und 72" angedeutet ist.

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 9 und 11

besteht die Gesetzmäßigkeit der Anordnung darin, daß die Rippenteile 90, 110 bzw. 111 längs schraubenlinienförmiger Umfangslinien 91, 112 bzw. 114 angeordnet sind. Hiebei sind die rechteckig berandeten Rippenteile 90, 110, 111 jeweils schräg zur zugehörigen Schneckenlängsachse ausgerichtet. Eine Besonderheit der Ausführungsform gemäß Fig. 11 besteht darin, daß jede Schnecke Schraubenlinien unterschiedlicher Steigung und zwar die Schraubenlinien 112 und 114 aufweist. Die schraubenlinienförmige Anordnung kann insbesondere für den Fall, daß durchgehende Rippen oder an nur wenigen Stellen durchbrochene Rippen vorgesehen sind auch extrem mehrfachgängig, z.B. zwanziggängig, gewählt werden.

Wieder eine anderein den Fig. 13 -15 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrfachmassestromteilers kann darin bestehen, daß die Rippenteile 130 bzw. 150 parallel zur Schneckenlängsachse ausgerichtet und mit zur Schneckenlängsachse geneigten Förderflächen 131 bzw. 151 ausgebildet sind. Die Förderflächen 131, 151 bzw. 53 können längs beliebiger Umfangslinien ausgerichtet sein. Gemäß Fig. 15 sind

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dies z.B. Ellipsen; eine besonders zweckmäßige Ausrichtung kann längs schraubenlinienformiger Umfangslinien erfolgen. Die Steigung dieser Schraubenlinien aber auch jener längs welcher die Anordnung der Rippenteile selbst erfolgen kann, nämlich der Schraubenlinien 91, 112 und 114, ist zweckmäßig größer als der Schneckendurchmesser. Ein Verhältnis von 1:10 hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.-

Wie die Schnittansichtengemäß Fig. 2, 4, 6,

8,.10, 12, 14 und 16 erkennen lassen, erfolgt die Kämmung der Rippen, bzw. Rippenteile stets so, daß an den Rippenflanken keine Abwälzbewegung stattfindet und gewährleistet ist, daß der Materialstrom immer wieder getrennt wird.

Es ist aber auch möglich, daß die Rippen bzw. Rippenteile durch die Zähne eines Zahnrades gebildet oder in der Art einer Schneckenradverzahnung angeordnet sind. Auch in diesem Fall können die Stirnseiten solcherart angeordneter bzw. ausgebildeter Rippenteile schräg zur Schneckenlängsachse verlaufen, wodurch die förderaktiven Eigenschaften entweder begründet oder verbessert werden können.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE :

- 1.1 Doppelschneckenextruder, insbesondere.konischer

TÖoppelschneckenextruder, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schnecken austrittsseitig mit einem Mehrfachmassestromteiler ausgerüstet ist, dessen Teilerelemente förderaktiv angeordnet sind und kämmend zusammenwirken.
2. Doppelschneckenextruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfachmassestromteiler jeder Schnecke aus schräg zur Schneckenlängsachse ausgerichteten Rippen und/oder Rippenteilen besteht (Fig. 1 bis Fig. 12).
3. Doppelschneckenextruder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenteile mit zur Schneckenlängsachse geneigten Förderflächen ausgebildet sind.
4. Doppelschneckenextruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfachmassestromteiler aus Rippenteilen besteht, die parallel zur -Schneckenlängsachse ausgerichtet sind und mit zur Schneckenlängsachse geneigten Förderflächen ausgebildet sind (Fig. 13 bis Fig. 15).
5. Doppelschneckenextruder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen bzw. Rippenteile jeder Schnecke jeweils längs einer in sich geschlossenen Umfangslinie angeordnet sind (Fig. 1 bis Fig. 7).
6. Doppelschneckenextruder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen bzw. Rippenteile jeder Schnecke längs schraubenlinienförmigen Umfangslinien angeordnet sind (Fig. 9 bis Fig. 12).
7. Doppelschneckenextruder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schnecke Schraubenlinien unterschiedlicher Steigung aufweist (Fig. 11).
8. Doppelschneckenextruder nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß. die schrauben!inienförmige Anordnung extrem mehrfachgängig, z.B. zwanziggängig, ist.
9. Doppelschneckenextruder nach Anspruch 7 oder

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ORIGINAL INSPECTED

8, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderfläche»aufeinanderfolgender Rippenteile längs einer Schraubenlinie ausgerichtet sind.
10. Doppelschneckenextruder nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der'Schraubenlinie größer als der Schneckendurchmesser ist. 11 . Doppelschneckenextruder nach Anspruch 2
oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen bzw. Rippenteile durch die Zähne eines Zahnrades gebildet sind, welche gegebenenfalls zur Schneckenlängsachse verlaufende Stirnflächen aufweisen.
12. Doppelschneckenextruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Massestromteiler durch Rippen bzw. Rippenteile gebildet ist, welche an den beiden Schnecken in der Art einer Schneckenradverzahnung angeordnet sind.
13. Doppelschneckenextruder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die längs verschiedener Umfangslinien an derselben Schnecke angeordneten Rippenteile gegeneinander versetzt sind (Fig. 7).
14. Doppelschneckenextruder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenteile der einen Schnecke gegenüber den Rippenteilen der anderen Schnecke versetzt angeordnet sind (Fig. 5, Fig. 7).

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