DE3613612C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneckenstrangpresse mit einer hohlzylindrischen Strangpreßkammer und einer Schnecke mit schraubenlinienartig verlaufenden Stegen, die mit Ausnehmungen an solchen Stellen versehen sind, an denen Leitschaufeln, deren Anstellwinkel verstellbar ist, in die Strangpreßkammer hineinragen, wie sie beispielsweise aus der DE-AS 26 34 024 bekannt ist.

Die bekannte Schneckenstrangpresse ist als Extruder zum Aufschmelzen und Extrudieren von rieselfähigen Kunst­ stoffen, also nicht von Kautschuk, ausgebildet und weist eine Kombination von einerseits Nuten in der Einzugszone und andererseits in Extrusionsrichtung hinter den Nuten angeordneten Leitelementen auf. Den Leitelementen sind entsprechende Unterbrechungen der Schneckenstege zugeord­ net. Durch die Kombination von Nuten und Leitelementen bei der bekannten Schneckenstrangpresse soll eine Ver­ besserung der Austragsleistung erreicht werden, und es wird durch Versuche belegt, daß eine Anordnung nur der Leitelemente unter Weglassung der Nuten in der Einzugszone nicht zu der gewünschten Verbesserung führt.

Weiterhin ist aus der DE-AS 22 35 784 eine Schnecken­ strangpresse zum Mischen und Homogenisieren von hoch­ viskosen Kautschukmischungen und sich ähnlich verhaltenden Thermoplasten bekannt, bei welcher dem Misch- und Homo­ genisierungsabschnitt der Strangpresse eine Stiftanordnung zugeordnet ist, bei der von dem Gehäuse aus radial ins Innere zwischen Unterbrechungen der Schneckengänge ein­ greifende, umfangsverteilte Stifte oder Zapfen vorge­ sehen sind. Diese Stifte oder Zapfen können am freien Wirkende eine strömungstechnisch günstig gestaltete Quer­ schnittsform besitzen, sowie mindestens in jeweils einer Ebene gemeinsam radial verstellbar sein; es ist daher nur die Eintauchtiefe der Zapfen einstellbar.

Aus diesem Stand der Technik läßt sich schließen, daß auf Grund der in der DE-AS 22 35 784 offenbarten techni­ schen Lehre bei Kautschuk möglicherweise nur in radialer Richtung, also in der Eintauchtiefe, verstellbare Stifte vorteilhaft sein könnten, daß jedoch nachfolgende Versuche, wie sie in der DE-AS 26 34 024 beschrieben werden, zu der Erkenntnis geführt hätten, daß beispielsweise für Polyamide, die thermoplastisch sind, nur eine Kombination von Nuten in der Einzugszone und Leitelementen bei Schnec­ kenstrangpressen sinnvoll ist.

Aus der DE-OS 29 31 387ist eine Strangpresse mit Stiften bekannt, die mit einer speziellen Befestigungsmöglichkeit versehen sind, mit der vermieden werden soll, daß Kühlmit­ tel aus dem Kühlmantel der Strangpresse infolge einer ungünstigen Stiftanordnung ins Innere der Strangpresse gelangt und sich dort auf unerwünschte Weise mit dem Material vermischt.

Schließlich ist in der DE-AS 24 35 807 eine Vorrichtung zum Steuern des Druckes und der Fließgeschwindigkeit von plastischen Stoffen in einem Schneckenextruder be­ schrieben, bei welcher im Fließkanal eine von außerhalb des Fließkanals verstellbare und den gesamten Fließkanal­ querschnitt beeinflussende Steuerlamelle mit in Fließrich­ tung etwa linsenförmig verlaufendem Querschnitt angeordnet ist. Die Steuerlamelle weist zylindrische Ansätze zum Einbau in die Fließkanalwände auf und ist mit einer als Verstellwelle dienenden Verlängerung des Ansatzes versehen. Um eine kontinuierliche Beeinflussung des Druckes oder der Fließgeschwindigkeit zu ermöglichen, ist der Quer­ schnitt der Steuerlamelle quer zur Fließrichtung über die gesamte Fließkanalbreite konstant, und die Steuer­ lamelle ist durch Drehung mittels der Verstellwelle kon­ tinuierlich verstellbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beispiels­ weise aus der DE-AS 26 34 024 bekannte Schneckenstrang­ presse weiterzuentwickeln und eine Schneckenstrangpresse zur Verfügung zu stellen, mit der eine verbesserte Homo­ genisierung von Kautschuk erreicht werden kann.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Schneckenstrangpresse für Kautschuk mit einer hohlzylin­ drischen Strangpreßkammer und einer Schnecke mit schrauben­ linienartig verlaufenden Stegen, die mit Ausnehmungen an solchen Stellen versehen sind, an denen Leitschau­ feln, die ein hydrodynamisches Profil zur Erzeugung von Scherwirkungen aufweisen und deren Anstellwinkel von außen einstellbar ist, in die Strangpreßkammer hinein­ ragen.

Als Leitschaufeln können solche Leitschaufeln verwendet werden, die etwa bei Turbinen dem Transport von Fluiden dienen. Mit der erfindungsgemäßen Schneckenstrangpresse wird eine hohe Mischfähigkeit der verarbeiteten Masse, eine bessere Produktion bei geringerer Temperatur und somit ein verbesserter Wirkungsgrad der Schneckenstrang­ presse erreicht. Offenbar beruht die Wirkung der erfin­ dungsgemäßen Schneckenstrangpresse darauf, daß eine sanfte Scherwirkung und damit ein Verteilen des Materials erfolgt, wogegen nach dem Stand der Technik mit harter Scherwir­ kung, also einem Zerteilen des Materials, gearbeitet wird.

Daher werden mit der erfindungsgemäßen Schneckenstrang­ presse eine hohe Misch- und Homogenisierungsleistung sowie eine bessere Qualität des erhaltenen Produktes erreicht, infolge der größeren Mischungshomogenität. Die Produktionsleistung aufgrund der Erhöhung der Durch­ flußmenge gegen den Reibungsfluß infolge der sanften Scherwirkung der Leitschaufeln, wodurch die Vorschub­ bewegung verbessert wird, ist erhöht. Aufgrund der Rei­ bungsverringerung erfolgt insbesondere eine relative Temperaturverringerung der ausgepreßten Masse. Dies ist ein sehr wichtiger Punkt bei der Verarbeitung von Kaut­ schukmischungen, da die Arbeitstemperatur üblicherweise 100°C nicht überschreiten soll. Die sanfte Scherwirkung der erfindungsgemäßen Schneckenstrangpresse führt darüber hinaus zu einem höheren energetischen Wirkungsgrad, also höherer Produktion bei gleicher Leistung, durch die Rei­ bungsverringerung infolge der sanften Scherwirkung, da die Leitschaufeln die Rückfördertendenz vermindern, die durch den an der Austrittsdüse der Schneckenstrang­ presse vorliegenden Druck erzeugt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Querschnitt der Turbomisch-Strangpresse nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt der Maschine aus Bild 1; und

Fig. 3 zeigt eine Teilansicht als vergrößerten Schnitt einer an der Maschine angebrachten Leitschaufelgruppe.

Aus den Zeichnungen ist zu ersehen, daß die vorliegende Turbomisch-Strangpresse über eine einzige Schnecke 1 mit schraubenförmigen Gewindegängen verfügt, und daß in dem feststehenden Zylinder der Strangpreßkammer 2 einige Zonen mit Gruppen von Leitschaufeln 3 mit hydrodynamischem Profil angeordnet sind, die über die Innenfläche der Strang­ preßkammer hinausragen, das heißt in die zylindrische Strang­ preßkammer hineinragen.

Der Anstellwinkel (Aktionswinkel) der Leitschaufeln (3) kann von außen verändert werden, und es können die Leitschaufeln 3 durch andere Leitschaufeln mit anderem Profil ersetzt werden, um das geeignete Profil in Übereinstimmung mit der Viskosität der zu verarbeitenden Masse einstellen zu können.

Die Gewindegänge der Schnecke 1 haben an der Stelle 4, wo sich die Leitschaufeln 3 befinden, eine geringere Höhe, so daß sie gleichzeitig als radiale und axiale Aktions­ schaufeln wirken. Somit kann sich die Schnecke 1 frei drehen.

Jede der Leitschaufeln 3 ist an einem zylindrischen Schaft angebracht und kann sich frei in einer Büchse (Hülse) 9 drehen, die in eine der vielen in den feststehenden Zylin­ der(mantel) der Strangpreßkammer 2 gebohrten radial durchgehenden Bohrungen ein­ geschraubt werden kann. Der besagte zylindrische Schaft ist mit einem überstehenden äußeren Betätigungsende 6 zur Betätigung von außen versehen, so daß durch eine Drehung des zylin­ drischen Schaftes um seine Achse der Aktionswinkel der Leit­ schaufel 3 verändert werden kann.

Die Veränderung des Aktionswinkels der Leitschaufeln 3 kann außerhalb der Strangpreßkammer ausgeführt werden, indem man die Mutter 5 löst und das Ende 6 des Schaftes betätigt, ohne daß die Leitschaufel 3 sich in Richtung der Schnecke 1 dank der Wirkung des Sicherungsringes 7 verschiebt. Der Sicherungsring ist in einer umlaufenden Ringnut des Schaftes unmittelbar außerhalb des Eingriffsbereichs mit der Büchse 9 angeordnet und steht nach außen vor. Die Mut­ ter 5 verspannt den mit einem Außengewinde versehenen Schaft gegenüber der Büchse 9. Der Aktionswinkel der Leitschaufeln 3 kann nicht durch den Durchfluß des extrudierten viskosen Kunststoffes verändert werden, da der Schaft am innenseitigen Ende konisch ausgebildet ist und so bei 8 eine festsitzende Be­ festigungsmöglichkeit schafft.

Es ist hervorzuheben, daß zusammen und gleichzeitig mit den Betätigungsenden 6 der zylindrischen Schäfte der Leitschaufeln 3 einige Betätigungsorgane angeordnet werden können, um die Aktions­ winkel einheitlich verändern zu können.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es möglich, einzelne oder alle Leitschaufeln (Leitschaufelabschnitte) auszutauschen, zum Beispiel gegen solche mit anderer Bauart und Profilform, indem man die Büchse 9 einfach herausschraubt und anschließend die Büchse der neuen Einheit einschraubt.

Konstruktive Abwandlungen der Strangpresse liegen im Rahmen der Ausführungsbei­ spiele der Erfindung.

Claims (6)

1. Schneckenstrangpresse für Kautschuk mit einer hohl­ zylindrischen Strangpreßkammer (2) und einer Schnecke (1) mit schraubenlinienartig verlaufenden Stegen, die mit Ausnehmungen an solchen Stellen (4) versehen sind, an denen Leitschaufeln (3), die ein hydrody­ namisches Profil zur Erzeugung von Scherwirkungen aufweisen und deren Anstellwinkel von außen einstellbar ist, in die Strangpreßkammer (2) hineinragen.

2. Strangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Leitschaufeln (3) an einem zylindrischen Schaft angebracht und mit diesem frei drehbar geführt ist.

3. Strangpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (3) in Büchsen (9) geführt sind, die in entsprechenden radialen Durchgangsbohrungen in der feststehenden zylindrischen Strangpreßkammer (2) angeordnet sind.

4. Strangpresse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Schaft mit einem nach außen vor­ stehenden, lösbaren und arretierbaren Betätigungsende (6) versehen ist.

5. Strangpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine Sicherung (7) gegen axiales Verschieben des zy­ lindrischen Schaftes.

6. Strangpresse nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen auf der Strangpreßkammer (2) außen aufliegenden Sicherungsring (7) sowie eine den Schaft gegen die Büchse (9) festlegende Mutter (5).