DE3835250C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schweißextruder zum Plastifi
zieren von strangförmigem thermoplastischem Kunststoff,
insbesondere in Form von Runddraht, wobei die im Gehäuse
angeordnete Schnecke zwei Abschnitte aufweist, deren
kürzerer Abschnitt zum Einziehen des Kunststoffes und
deren längerer über zumindest einen Teil seiner Länge als
beheizbarer Abschnitt zum Plastifizieren ausgebildet ist
und welche über einen gleichachsigen Antrieb antreibbar
ist, wobei im Gehäuse im Bereich des kürzeren Schnecken
abschnittes ein Einzugskanal für die Zuführung des strang
förmigen Kunststoffes angeordnet ist.
Bei Extrudern ist es allgemein bekannt, die Schnecke mehr
teilig aufzubauen, d. h. mehrere Abschnitte aufweisen zu
lassen, von denen einer beispielsweise als Plastifizier
schneckenabschnitt und der andere als Einzugsabschnitt
ausgebildet ist. In den Bereich des Einzugsabschnittes
mündet ein Einzugskanal, durch den der zu verarbeitende
Kunststoff, welcher strangförmig, beispielsweise
in Form von Bändchen, ausgebildet sein kann, eingeführt
und eingezogen wird. Dabei ist es bekannt, diesen Einzugs
schneckenabschnitt beispielsweise zylindrisch oder aber
konisch zu gestalten. Die aus den beiden Abschnitten
bestehende Schnecke wird von einem Antrieb, der bevorzugt
gleichachsig angeordnet ist, angetrieben. Die Schnecke
selbst stützt sich in der Regel antriebsseitig an einem
Axiallager ab. Es ist auch bekannt, solche Extruder für
das Aufschmelzen bzw. Plastifizieren von Kunststoff
schweißmaterial zu benutzen. In diesem Fall sind die
Extruder entsprechend klein ausgebildet, ohne daß sich
aber am Prinzip der Extruderfunktion etwas ändert. Bei
einem solchen bekannten Extruder (DE-PS 32 21 492) für die
Plastifizierung von Kunststoff, welcher in eine
Schweißfuge abgelegt wird, ist es bekannt, zur Anpassung
an verschiedene Materialstärken des zugeführten Kunst
stoffs einen Dickenausgleichschieber vorzusehen.
Der dem Einzugskanal zugeordnete Schneckenabschnitt ist
nur als Einzugsabschnitt ausgebildet, d. h. das Material
wird erst in dem anschließenden Schneckenabschnitt, wel
cher als Förder- und Zerkleinerungsorgan ausgebildet ist
und den längeren Schneckenabschnitt bildet, zerkleinert
und anschließend plastifiziert. Der Einzugsabschnitt ist
lediglich als Förderschraube ausgebildet.
Es hat sich gezeigt, daß bei kleineren Extrudern mit einer
solchen Gestaltung die Aufschmelzung des Materials nicht
optimal erfolgt. Insbesondere wird kein homogener, aus der
Düse austretender plastifizierter Strang erzeugt. Inhomo
genitäten bewirken eine Qualitätsminderung des aufge
schmolzenen bzw. plastifizierten Materiales. Wenn dieses
zur Verbindung anderer thermoplastischer Kunststoffele
mente, also zum Verbinden im Wege des Schweißens gedacht
ist, wird eine verminderte Schweißnahtqualität erreicht.
Für Spritzgießmaschinen ist es aus der DE-PS 30 46 387
bekannt, rieselfähige Kunststoffe zu verwenden,
welche in einem Vorratsbehälter bereitgehalten werden. Der
Behälter ist hierbei über einen senkrecht oder schräg ver
laufenden Schacht mit dem Plastifizierungsraum der Spritz
gießmaschine verbunden.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu
grunde, einen schnellaufenden Extruder zu schaffen, bei
dem auch bei kurzer Gesamtlänge der Schnecke eine ver
besserte Plastifizierung gewährleistet ist und ein
weitestgehend homogener plastifizierter Strang erzeugbar
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
kürzere Schneckenabschnitt als Einzieh- und Granulier
schneckenabschnitt ausgebildet ist, daß mindestens ein
Einzugskanal vorgesehen ist, der als Bohrung im Gehäuse
ausgebildet ist, dessen Achse, im Längsschnitt des Ge
häuses gesehen, die Schneckenachse und das Profil des
Granulierschneckenabschnittes schneidend in Richtung auf
den Plastifizierschneckenabschnitt verläuft und daß die
den Einzugskanal bildende Bohrung die Zylinderbohrung des
den Granulierschneckenabschnitt aufnehmenden Gehäuseab
schnitts schneidet.
Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß schon in dem
Bereich, der dem Einzug des zu plastifizierenden Kunst
stoffs dient, zumindest eine Vorgranulierung er
folgt, so daß in dem anschließenden Plastifizierschnecken
abschnitt die gesamte Länge für das Aufschmelzen des
Kunststoffs zur Verfügung steht. Hierdurch wird
gewährleistet, daß auch extrem kurze Baulängen für die
Schnecke und den Extruder erreicht werden. Dies begünstigt
den Einsatz bei tragbaren Geräten, welche zur Aufbereitung
eines Kunststoffstranges für die Ablage in eine Schweiß
fuge dienen.
Der vorgesehene starre Einzugskanal bewirkt eine direkte
Hinführung des Kunststoffstranges auf den Granulier
schneckenabschnitt und darüber hinaus bewirkt die geneigte
Anordnung, daß auf kürzestem Wege der Granuliervorgang
durchgeführt wird.
In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Wandung
des Einzugskanals sich in Richtung auf den Plastifizier
schneckenabschnitt der Außenkontur des Granulierschnecken
abschnitt annähert.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß in keinem Be
triebszustand die Gefahr des Abreißens des Stranges
gegeben ist, sondern kontinuierlich ein Einzug und eine
Granulierung stattfindet.
Ein besonders günstiges Granulierverhalten ergibt sich
dann, wenn die Gänge des Granulierschneckenabschnitts im
Querschnitt sägezahnförmig ausgebildet sind.
Ferner ist vorgesehen, daß der Granulierschneckenabschnitt
eine zylindrische Außenkontur aufweist, deren Außendurch
messer größer ist als der des zylindrischen Plastifizier
schneckenabschnitts und daß der Plastifizierschneckenab
schnitt axial in den den Granulierschneckenabschnitt auf
nehmenden und die Zylinderbohrung aufweisenden Gehäuseab
schnitt hineinragt.
Durch diese Ausbildung wird eine sichere Überführung und
kontinuierliche Überführung des granulierten Materiales in den
den Plastifizierschneckenabschnitt aufnehmenden beheiz
baren Gehäuseabschnitt gewährleistet.
Zur Erzielung einer klaren Trennung zwischen den Funk
tionen der beiden Schneckenabschnitte ist vorgesehen,
zwischen dem den PLastifizierschneckenabschnitt auf
nehmenden beheizbaren Gehäuseabschnitt und dem die Zy
linderbohrung für den Granulierabschnitt aufweisenden
Gehäuseabschnitt einen Kühlabschnitt anzuordnen.
Hierdurch wird gewährleistet, daß im Bereich des Einzugs
kein Plastifizieren eintritt, welches die Zuführung des
Materials behindern würde, da beispielsweise schon eine
gewisse Erweichung eintreten könnte.
Bevorzugt besteht der Kühlabschnitt aus Kühlrippen. Diese
sind beispielsweise in die Gehäuseaußenkontur einge
schnitten.
Ferner wird für Extruder höherer Leistung vorgeschlagen,
zwei umfangsversetzte Einzugskanäle vorzusehen. Bei
Schweißextrudern höherer Leistung wird üblicherweise
Granulat als Vormaterial eingesetzt. Der dafür erforder
liche Vorratsbehälter macht das Gerät so schwer, daß es
nicht mehr handhabbar ist. Besonders günstige Schneid
verhältnisse und Granulierungsergebnisse werden dann
erreicht, wenn der Steigungswinkel von 3 bis 8 Grad und
der Neigungswinkel von 45 bis 55 Grad beträgt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
der Zeichnung schematisch dargestellt und anhand dieser
erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen
Extruder mit einem zusätzlichen Reißluftaggregat.
Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1 und
Fig. 3 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 1, wobei der Ein
zugskanal in die Zeichenebene hineingeklappt ist.
Der in den Zeichnungsfiguren dargestellte Extruder 1 soll
zur Vorbereitung d. h. zur Plastifizierung von strang
förmigem Kunststoff beispielsweise in Form von
Kunststoffrunddraht eingesetzt werden, wobei aus der Düse
20 des Extruders 1 ein aufgeschmolzener Strang austritt,
welcher beispielsweise zur Herstellung einer Schweißver
bindung zwischen entsprechenden thermoplastischen Kunst
stoffen dienen soll, wobei die Schweißfuge selbst
durch die aus dem Heißluftaggregat 2 austretende Luft zur
Erzielung der Verbindung vorbereitet ist. Es handelt sich
also um einen schnellaufenden Kleinextruder.
Die Lehre der Erfindung ist auch auf Extruder höherer
Leistung übertragbar.
Zunächst wird der Extruder 1 selbst im Einzelnen näher
beschrieben. Der Extruder 1 umfaßt das Gehäuse 3 und die
Schnecke 4, welche antriebsseitig gegen ein Axiallager 16
abgestützt ist. Die Schnecke 4 wird über einen Antrieb 5
drehend angetrieben, der beispielsweise von einer Bohr
maschine gebildet sein kann.
Die Schnecke 4 ist abschnittsweise aufgebaut. Sie weist
einen Plastifizierschneckenabschnitt 6, in dem das Mater
ial aufgeschmolzen wird, und einen Granulierschneckenab
schnitt 7 auf, in dem das zugeführte Material zerkleinert
wird.
Die Schnecke 4 ist in entsprechenden Abschnitten 8, 9 des
Gehäuses 3 aufgenommen. So ist beispielsweise der
Granulierschneckenabschnitt 7 mit einem größeren
Durchmesser ausgeführt und in einer entsprechenden
Zylinderbohrung 10 des Gehäuses 3 bzw. des Gehäuseab
schnitts 9 aufgenommen. Der Plastifizierschneckenabschnitt
6 besitzt einen kleineren Außendurchmesser als der Gra
nulierschneckenabschnitt 7. Er ist ebenfalls außen zy
lindrisch und in einer entsprechend zylindrischen Bohrung
des Gehäuseabschnittes 8 aufgenommen. Aus Fig. 1 ist
erkennbar, daß der Plastifizierschneckenabschnitt 6 bis in
die Zylinderbohrung 10 für den Granulierschnecken
abschnitt 7 hineinragt. Der zu granulierende und plasti
fizierende Kunststoff wird in den Bereich des
Granulierschneckenabschnittes 7 über einen Einzugskanal
12, der als Bohrung ausgebildet ist, eingeführt. Dieser
ist aus den Fig. 1 und 3 erkenntlich. Er ist geneigt
zur Schneckenachse 11 verlaufend angeordnet und der
Neigungswinkel der Bohrungsachse 13 ist mit α bezeichnet.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, nähert sich die Wandung
14 des Einzugskanals 12 der Außenkontur 15 des Granulier
schneckenabschnittes 7 an. Die Annäherung erfolgt in Rich
tung auf den Plastifizierschneckenabschnitt 6 zu. Der
Neigungswinkel ist so gewählt, daß die Bohrungsachse 13
des Einzugskanals 12 die Schneckenkontur des Granulier
schneckenabschnittes 7 schneidet. Aus diesem Grunde stehen
der Neigungswinkel α für die Bohrungsachse 13 des Ein
zugskanals 12 und der Steigungswinkel β für das Schnecken
profil des Granulierschneckenabschnittes 7 in einer be
stimmten Wechselwirkung, um die vorgenannten Verhältnisse
stets zu gewährleisten. Besonders günstige Schneid- und
Granulierverhältnisse ergeben sich dann, wenn das
Schneckenprofil des Granulierschneckenabschnittes 7 säge
zahnförmig ausgebildet ist, wobei die steiler verlaufende
Flanke dem Plastifizierschneckenabschnitt 6 zugerichtet
ist.
Um ein frühzeitiges Abreißen des eingeführten Kunststoff
stranges zu vermeiden, ist ein Übergang zwischen dem Ein
zugskanal 12 und der Zylinderbohrung 10 im Gehäuse
abschnitt 9 vorgesehen, welcher gewährleistet, daß der
freie Querschnitt zwischen der Außenkontur 15 des Granu
lierschneckenabschnittes 7 und dem Einzugskanal 12 ab
nimmt. Aus diesem Grunde nähert sich die Wandung 14 des
Einzugskanals 12 mit fortschreitender Annäherung auf den
Plastifizierschneckenabschnitt 6 der Außenkontur 15 des
Granulierschneckenabschnittes 7 an. Zumindest ein Teil des
den Plastifizierschneckenabschnitt 6 aufnehmenden Gehäuse
abschnittes 8 ist beheizbar ausgebildet. Hierzu ist der
Gehäuseabschnitt 8 von einer Heizung 19 umgeben. Die Hei
zung 19 dient insbesondere dazu, kontinuierliche Auf
schmelzverhältnisse zu gewährleisten. So kann die Messung
der aktuellen Temperaturen sowohl zur Heizungssteuerung
als auch zur Steuerung des Antriebes 5 dienen. Beispiels
weise kann der Antrieb 5 so mit der Heizungssteuerung
gekoppelt sein, daß dann, wenn die gewünschte Plastifi
zierungstemperatur noch nicht erreicht ist, der Antrieb 5
nicht betätigt werden kann und damit die Schnecke 4 auch
nicht in Rotation versetzt werden kann.
Um zu verhindern, daß ein Temperaturaustausch zwischen den
beiden Gehäuseabschnitten 8 und 9 erfolgt, ist ein Kühlab
schnitt 17 zwischen diesen beiden Gehäuseabschnitten 8 und
9 vorgesehen. Der Kühlabschnitt 17 wird im wesentlichen
durch Kühlrippen 18 gebildet, die in die Außenkontur des
Gehäuses 3 eingeschnitten sind. Hierdurch wird auch ver
hindert, daß aufgrund eines Temperaturaustausches eine
Erwärmung des Gehäuseabschnittes 9 soweit erfolgen kann,
daß eine Vorerwärmung des eingeführten Kunststoffs
eintritt, was eine saubere Granulierung des
Kunststoffstranges im Bereich des Granulierschnecken
abschnittes 7 behindern würde.
Das Heißluftaggregat 2 ist als Heizpatrone ausgebildet,
durch welche ein Luftstrom, der durch ein externes Gebläse
erzeugt wird, über Schlauch- und Rohrleitungen hindurchge
leitet wird. Dieser extern erzeugte Gebläseluftstrom kann
außerdem noch zur Kühlung des den Granulierschneckenab
schnitt 7 aufnehmenden Gehäuseabschnittes 9 genutzt wer
den. So ist beispielsweise aus den Fig. 1 und 2 er
sichtlich, daß im Gehäuseabschnitt 9 und zwar im Bereich
des Axiallagers 16 ein Ringkanal 21 vorgesehen ist, der
als Vertiefung in den Gehäuseabschnitt 9 eingeschnitten,
und durch einen Abdeckring 22 verschlossen ist. Der Ab
deckring 22 besitzt einen Stutzen mit einer Zuluftöffnung
23, an welchen beispielsweise ein Schlauch, der mit dem
externen Gebläse verbunden ist, anschließbar ist. Die Luft
wird über den Schlauch in die Zuluftöffnung 23, den Ring
kanal 21 und die daran angeschlossene Zuluftleitung 24 dem
Heißluftaggregat 2 zugeführt.
Das Heißluftaggregat 2 ist mit einer Außströmdüse 25 ver
sehen, die etwa bis in den Bereich der Düse 20 des Ex
truders 1 reicht und die dazu dient, die Heißluft auf die
vorbereitete Schweißfuge zu leiten, um das Material im
Bereich der Schweißfuge anzuschmelzen, in welche dann der
aus der Düse 20 austretende Materialstrang ablegbar ist.
Claims (8)
1. Schweißextruder zum Plastifizieren von strangförmigem
thermoplastischem Kunststoff, insbesondere in Form von
Runddraht, wobei die im Gehäuse angeordnete Schnecke
zwei Abschnitte aufweist, deren kürzerer Abschnitt zum
Einziehen des Kunststoffes und deren längerer über zu
mindest einen Teil seiner Länge als beheizbarer Ab
schnitt zum Plastifizieren ausgebildet ist und welche
über einen gleichachsigen Antrieb antreibbar ist,
wobei im Gehäuse im Bereich des kürzeren Schneckenab
schnittes ein Einzugskanal für die Zuführung des
strangförmigen Kunststoffes angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der kürzere Schneckenabschnitt als Einzieh- und
Granulierschneckenabschnitt (7) ausgebildet ist, daß
mindestens ein Einzugskanal (12) vorgesehen ist, der
als Bohrung im Gehäuse (3) ausgebildet ist, dessen
Achse (13), im Längsschnitt des Gehäuses (3) gesehen,
die Schneckenachse (11) und das Profil des Granulier
schneckenabschnittes schneidend in Richtung auf den
Plastifizierschneckenabschnitt (6) verläuft und daß
die den Einzugskanal (12) bildende Bohrung die Zylin
derbohrung (10) des den Granulierschneckenabschnitt
(7) aufnehmenden Gehäuseabschnitts (9) schneidet.
2. Extruder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wandung (14) des Einzugskanals (12) sich in
Richtung auf den Plastifizierschneckenabschnitt (6)
der Außenkontur (15) des Granulierschneckenabschnittes
(7) annähert.
3. Extruder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gänge des Granulierschneckenabschnittes (7) im
Querschnitt sägezahnförmig ausgebildet sind.
4. Extruder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Granulierschneckenabschnitt (7) eine zylin
drische Außenkontur (15) aufweist, deren Außendurch
messer größer ist als der des zylindrischen Plastifi
zierschneckenabschnitts (6) und daß der Plastifizier
schneckenabschnitt (6) axial in den den Granulier
schneckenabschnitt (7) aufnehmenden und die Zylinder
bohrung (10) aufweisenden Gehäuseabschnitt (9) hinein
ragt.
5. Extruder nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem den Plastifizierschneckenabschnitt
(6) aufnehmenden beheizbaren Gehäuseabschnitt (8) und
dem die Zylinderbohrung (10) für den Granulierschnecken
abschnitt (7) aufweisenden Gehäuseabschnitt (9) ein
Kühlabschnitt (17) angeordnet ist.
6. Extruder nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kühlabschnitt (17) aus Kühlrippen (18) besteht.
7. Extruder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei umfangsversetzte Einzugskanäle (12) vorgese
hen sind.
8. Extruder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steigungswinkel (β) von 3 bis 8 Grad und der
Neigungswinkel (α) von 45 bis 55 Grad beträgt.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3835250A DE3835250C1 (de) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | |
EP89115788A EP0364701B1 (de) | 1988-10-15 | 1989-08-26 | Extruder |
AT89115788T ATE108128T1 (de) | 1988-10-15 | 1989-08-26 | Extruder. |
US07/764,056 US5153008A (en) | 1988-10-15 | 1991-09-23 | Extrusion welder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3835250A DE3835250C1 (de) | 1988-10-15 | 1988-10-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3835250C1 true DE3835250C1 (de) | 1990-05-10 |
Family
ID=6365258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3835250A Expired - Lifetime DE3835250C1 (de) | 1988-10-15 | 1988-10-15 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5153008A (de) |
EP (1) | EP0364701B1 (de) |
AT (1) | ATE108128T1 (de) |
DE (1) | DE3835250C1 (de) |
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