DE2943230C2

DE2943230C2 - Knetvorrichtung für Kunststoffmischungen

Info

Publication number: DE2943230C2
Application number: DE2943230T
Authority: DE
Inventors: Kishihiro Neyagawa Osaka Yamaoka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-23
Filing date: 1979-02-27
Publication date: 1986-01-30
Also published as: JPS54125252A; DE2943230T1; US4300840A; WO1979000816A1; JPS5647847B2; GB2036575A; GB2036575B

Description

F i g. 1 zeigt eine Spritzgußmaschine mit einem Zylin- Auspreßzone IV zugeführt.

der 2, einem Materialeinlaß 3 und einer Knet- und For- Die F i g. 5 bis 7 zeigen eine Extruderspritzmaschine

derschnecke 6. Der Materialeinlaß 3 ist mit Dosiervor- mit einer Knetvorrichtung von im wesentlichen bereits richtungen XA und \B zur Zuführung verschiedener beschriebener Konstruktion, einer Antriebsvorrichtung Substanzen versehen. Der Zylinder 2 umfaßt in Förder- s 25, einer Form 26, einer Lochplatte 27 und einem am richtung hintereinander eine Vorwärmzone 1, eine Pia- Auslaßende der Plastifizier- und Knetzone II vorgesestifizier- und Knetzone H, eine Entgasungszone Hl und henen, den freien Durchflußquerschnitt verengenden eine Auspreßzone IV. Eine Spritzdüse 5 ist am vorderen Rückstauring 28. Der Zylinder 2 besitzt Zylinderausneh-Ende des Zylinders angeordnet Ein Antrieb 18 dreht die mungen 22, die sich bei dieser Ausführungsform bis in Knet- und Förderschnecke 6. Die Spritzgußmaschine io die Entgasungszone III hineinerstrecken. Der Rückstaubesitzt eine Entgasungsöffnung 13 und eine Heizvor- ring 28 bewirkt einen vergrößerten .Oruck in derPlastifirichtung. zier- und Knetzone II und so einen verbesserten Knetef-

In der Plastifizier- und Knetzone II weist die Knet- fekt Die Vorderwand 8 bewirkt einen Anstieg des und Förderschnecke 6 sechs Schneckenstege 7 auf, wie Drucks in der Knetzone H in Richtung auf den Rück-F i g. 2 zeigt Diese Schneckenstege 7 erstrecken sich als 15 stauring 28; das Knetgut wird wirkungsvoll geschnitten Wendel gleicher Steigung, wobei diese Steigung dem und gefaltet Die Tiefe der Zylinderausnehmung 22 Anstellwinkel der Rotorblätter eines Intensivmischers nimmt in Drehrichtung R der Knet- und Förderschnek- oder eines BANBURY-Mischers entspricht Jeder ke 6 fortschreitend zu, um zu verhindern, daß das Knet-Schneckensteg 7 weist eine im wesentlichen senkrecht gut in dem der Drehrichtung abgewandten Rillenbezur Schnecken-Drehrichtung R stehende radiale Vor- χ reich steckenbleibt

derwand 8 sowie einen Unterabschnitt 9 auf, der zur Die Zahl der Schneckenstege und der Zylinderaus-

Bildung einer Förderrille Ib in Umfangsrichtung ein- nehmungen kann in Abhängigkeit vom Durchmesser wärts zurücktritt, wobei die Knet- und Förderschnecke der Knet- und Förderschnecke, etc. festgelegt werden. 6 zwischen benachbarten Schneckenstegen 7 einen in Hat beispielsweise die Schnecke einen Durchmesser Drehrichtung R zunehmenden Durchmesser aufweist 25 von 30 mm, können drei Schneckenstege und drei ZyKn-Die innere Umfangsfläche 14 des Zylinders 2 ist mit derausnehmungen ausgebildet werden, mehreren im wesentlichen axial verlaufenden Zylinder- Hat die Schnecke einen Durchmesser von 120 mm,

ausnehmungen 12 versehen; diese erstrecken sich konti- können dreizehn Schneckenstege und elf Zyünderausnuierlich bis in die Vorwärmzone I, wo sie zum Materi- nehmungen vorgesehen werden; für Schnecken von altransport beitragen. Die Vorderwand 17 jeder ZySn- 30 Zwischengrößen liegen die Werte zwischen diesen Zahderausnehmung 12 steht im wesentlichen senkrecht zur len. Die Stärke der Scherwirkung ist durch Einstellen Drehrichtung im entsprechenden Verhältnis zur For- des Spieles T zwischen Stegrücken IO und innerer Umderrille 16. Obwohl die Knet- und Förderschnecke 6 in fangsfläche 14 des Zylinders 2 einstellbar.

der Plastifizier- und Knetzone I! wie der Entgasungszo-

ne III, wie Fi g. 3 zeigt, ähnlich ausgebildet ist, nimmt 35 Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

die Breite des Stegrückens 10 jedes Schneckenstegs 7 in

Material-Förderrichtung fortschreitend von der Plastifizier- und Knetzone II zur Entgasungezone III ab, so daß
die Förderrille 11 in der Entgasungszone IH größer ist
als die Förderrille 16 in der Plastifizier- und Knetzone H. 40
Die Tiefe H und die Breite B' der Zylinderausnehmungen 12 sind geeigneterweise so gewählt, daß das Knetgut zusammengedrückt und zertrennt wird.

Im Betrieb werden von der Dosiervorrichtung IA
Kunstharz und von der Dosiervorrichtung IB eine ande- 45
re fein verteilte organische oder anorganische Substanz
durch den Materialeinlaß 3 in den Zylinder 2 eingeführt
und durch die Heizvorrichtung IS auf Plastifiziertemperatur des Harzes gebracht Die Materialien werden in
der Vorwärmungszone / vorerwärmt und dann durch so
Drehung der Knet- und Förderschnecke 6 in die Plastifizier- und Knetzone II gefördert. Dort liegt bei Drehung
der Knet- und Förderschnecke 6 die Förderrille 16 abwechselnd der inneren Umfangsfläche 14 und der Zylinderausnehmung 12 gegenüber, so daß, wie F i g. 4 zeigt, 55
in Drehrichtung abwechselnd eine Scherung Sund eine
Kompression P auftreten. Dreht sich die Knet- und Förderschnecke 6 aus der Stellung, in der die Förderrille 16
der Zylinderausnehmung 12 gegenüberliegt, in Drehrichtung weiter, treten die Vorderwände 8 und 17 näher 60
zusammen. Dabei wird das Knetgut komprimiert und
geschnitten bzw. gefaltet Ein Teil des Knetguts wird in
den Zwischenraum zwischen dem Stegrücken 10 und
der inneren Umfangsfläche 14 gepreßt und so einer
Scherung unterworfen. Dadurch wird das Knetgut auf- 65
einanderfolgend zusammengedrückt, geschnitten, getrennt und somit vollständig durchgeknetet. Es wird anschließend in der Enigasungszone III entgast und der

Claims

1 2

mente unterteilte Schnecke auf. Die Segmente sind mit

Patentanspruch: Schneckenstegen versehen, deren Steigung bei den in

Förderrichtung hinteren Segmenten deutlich kleiner ist

Knetvorrichtung für Kunststoffmischungen, mit als bei den vorderen Segmenten; zudem sind die Seg-

einem in Förderrichtung hintereinander eine Vor- s mente in Achsrichtung im Durchmesser nicht konstant,

wärmzone (I) mit einem Materialeinlaß (3), eine Pia- sondern werden alternierend in Förderrichtung dicker

stifizier- und Knetzone (II), eine Entgasungszone bzw. dünner. Entsprechend folgen im umschließenden

(III) und eine Auspreßzone (IV) aufweisenden Zylin- Zylinder sich aufweitende bzw. verjüngende Abschnitte

der (2), dessen innere Umfangsfläche (14) im Bereich aufeinander. Diese bekannte Knetvorrichtung ist sehr

der Plastifizier- und Knetzone (II) mit mehreren im io aufwendig in der Herstellung; da sie im wesentlichen

wesentlichen axial verlaufenden Zylinderausneh- nur scherend ohne Rückstau des Knetgutes arbeitet,

mungen (12 bzw. 22) versehen ist, sowie mit einer entspricht die Knetwirkung nicht immer den Anforde-

vom Zylinder umschlossenen antreibbaren Knet- rungen.

und Förderschnecke (6), die im Bereich der Plastifi- Ein aus der DE-OS 23 30 137 bekannter Mischextru-

zier- und Knetzone (II) mehrgängig mit Schnecken- 15 der ist ein Zusatzgerät zu einem Mischer (z. B. einem

siegen (7) ausgebildet ist, welche im Schneckenquer- BANBURY-Mischert und wird von diesem mit vorge-

schnitt jeweils eine im wesentlichen radiale Vorder- mischtem Material beschickt In der Mischzone ist der

wand (8) und einen von dieser durch einen Stegrük- Mischextruder mit zwei benachbarten Schneckenstegen

ken (10) getrennten, zur Bildung einer Förderrille ausgebildet, deren einer die Förderung und Scherung

(11,16) in Umfangsrichtung einwärts zurücktreten- 20 des Mischgutes bewirkt, während der andere bei größe-

den Hinterabschnitt (9) aufweisen, wobei die Knet- rer Steigung von geringer radialer Höhe ist, so daß das

und Förderschnecke (6) zwischen benachbarten Mischgut durch Strömung über diesen zweiten Schnek-

Schneckenstegen (7) einen in Drehrichtung (R) zu- kensteg weiter durchmischt wird. Auch diese Vorrich-

nehmenden Durchmesser aufweist, dadurch ge- tung bewirkt keine durchgreifende Knetung, sondern

kennzeichnet, daß 25 nur ein auf Scherwirkung beruhendes Mischen des Gutes; für viele, insbesondere für nicht vorgemischte

a) alle Schneckenstege (7) als Wendel gleicher Kunststcffmischungen, ist diese Vorrichtung daher we-Steigung ausgeführt sind und sich, wie auch die nig geeignet

Zylinderausnehmungen (!2 bzw. 22), kontinu- Weiterhin ist aus der US-PS 30 65 502 eine Extruierlich über die gesamte Plastifizier- und Knet- 30 sionspresse für Zellulose- bzw. holzmehlhaltige Kunstzone (II) erstrecken, harzmassen bekannt die einen als Wendel gleicher Stei-

b) die Stegrücken (10) der Schneckenstege (7) in gung gestalteten, über die gesamte Schneckenlänge ver-Material-Förderrichtung fortschreitend schma- laufenden Schneckensteg aufweist Um ein bei solchen ler werden, Vorrichtungen unerwünschtes Rückstauen des Extru-

c) die Fördei rillen (11,16) in Material-Förderrich- 35 sionsgutes zu verhindern, sind entsprechende Ausnehtung fortschreitend tiefer werden, und mungen der Zylinderinnenwand vorgesehen, die sich

d) am Auslaßende der Plastifizier- und Knetzone ebenfalls über die gesamte Schneckenlänge erstrecken. (H) auf der Schnecke ((») ein den freien Durch- Mischen oder gar Kneten des Extrusionsgutes soll bei flußquerschnitt verengender Rückstauring (28) dieser bekannten Vorrichtung ausgeschlossen sein,
vorgesehen ist. 40 Aufgabe der Erfindung ist es, eine Knetvorrichtung

der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau ihrer Plastifizier- und Knetzone ein durchgreifendes Kneten von Kunst-

Die Erfindung betrifft eine Knetvorrichtung nach Stoffgemisch gewährleistet,

dem Oberbegriff des Patentanspruchs. 45 Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Knetvorrich-

Eine derartige Knetvorrichtung ist z. B. aus der J P-OS tung der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten

52-1 36 265 bekannt. Art erfmdungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des

Kunststoffmischungen aus Kunstharz und feirteili- Patentanspruchs definierten Merkmale auf.
gem organischen oder anorganischen Zusatzstoff wer- Die Knetvorrichtung eignet sich zum Einsatz in Proden zum Spritzguß gewöhnlich in einer Knetvorrich- 50 duktionslinien und ergibt eine gute Knetwirkung bei tung zu Granulat verarbeitet und nachfolgend einer ge- sehr einfachem Aufbau. In ihrer Knetzone wird neben trennten Spritzgußmaschine zugeführt, oder aber in ei- der Scherung auch eine Verdichtung unter Schneiden ner Spritzgußmaschine mit einlaßnaher kleiner Knet· bzw. Falten des Materials bewirkt. Die Knetvorrichtung vorrichtung kontinuierlich geknetet und verspritzt oh- eignet sich daher besonders für Kunststoffmischungen, ne das Material vorher zu Granulat zu formen. Das ss auch aus zusammengesetzten Kunstharzen,
erste Verfahren bedingt große Energieverluste und er- Im folgenden wird die Erfindung durch bevorzugte heblichen Aufwand, da das Kunstharz zunächst in der Ausführungsformen der Knetvorrichtung an Hand der Knetvorrichtung durch Wärmezufuhr geschmolzen, Zeichnungen weiter erläutert Es zeigt
dann abgekühlt und danach für den Spritzguß erneut F i g. 1 einen mittigen Vertikalschnitt einer Spritzgußerwärmt und geschmolzen wird. Da das für eine konti- eo maschine mit der erfindungsgemäßen Knetvorrichtung; nuierliche Verarbeitung ausgelegte zweite Verfahren Fig.2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1; teurere Vorrichtungen erfordert, F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 1;

hat nur das erste Verfahren breite Anwendung gefun- F i g. 4 einen Teilschnitt der Knetzone;

den. F i g. 5 einen Vertikalschnitt einer Spritzgußmaschine

Die aus der JP-OS 52-1 36 265 bekannte Knetvorrich- 65 mit einer abgewandelten Knetvorrichtung;

tung der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 5

Art weist im Bereich der Plastifizier- und Knetzone eine und

axial asymmetrisch in verschiedene mehrgängige Seg- F i g. 7 einen Schnitt längs der Linie B-B in F i g. 5.