DE69930658T2

DE69930658T2 - Extruder und seine verwendung

Info

Publication number: DE69930658T2
Application number: DE69930658T
Authority: DE
Inventors: Kari Kirjavainen
Original assignee: Natural Colour Kari Kirjavainen Oy
Current assignee: Natural Colour Kari Kirjavainen Oy
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: US6585923B1; EP1123191B1; AU6479099A; ATE321643T1; DE69930658D1; EP1123191A1; JP2002527266A; FI982272A0; WO2000023251A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Extruders, der mindestens eine Materialzufuhrvorrichtung, eine Zahnradeinheit und eine nach der Zahnradeinheit angeordnete Düse umfasst, wobei die Materialzufuhrvorrichtung angeordnet ist, um das Material durch eine Zahnradeinheit in eine Düse zuzuführen.
Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf einen Extruder, der zumindest eine Materialzufuhrvorrichtung, Zahnradeinheit und Düse, angeordnet nach der Zahnradeinheit, aufweist, wobei die Materialzufuhrvorrichtung angeordnet ist, um Material durch die Zahnradeinheit in die Düse zuzuführen.
Ein Extruder weist typischerweise einen zylindrischen Stator auf, der mit einem langen, zylindrischen Rotor, angeordnet im Innern des Stators, ausgestattet ist. Ein Problem ergibt sich bei der Frage, wie eine gleichförmige Extruderausbeute erhalten werden soll und wie die zentrale Lage und gleichförmige radiale Dicke des extrudierten Produkts gesichert werden soll. Um die zentrale Lage des Produkts zu sichern, muss das andere Ende des Extruders gewöhnlich mit einem Dorngestellhalter ausgestattet werden, was zu Schweißnähten im Produkt führt.
Aus dem Stand der Technik ist eine Lösung bekannt, bei der der Extruder einen konischen Rotor und einen konischen Stator aufweist. Dies ermöglicht, dass der Extruder relativ kurz ist, und der Dorngestellhalter nicht benötigt wird. Ein Beispiel dieser Lösung ist in der WO-Patentanmeldung 97/37832 beschrieben. Diese Veröffentlichung lehrt ebenfalls, dass das Gerät getrennt einstellbare Zufuhrvorrichtungen zum Regeln des Materialflusses, der in die an den unterschiedlichen Seiten des Rotors angeordneten Zuführungskanäle geliefert wird. Indem die Zufuhrvorrichtungen und die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors eingestellt werden, können die Eigenschaften der unterschiedlichen Lagen im extrudierten Produkt geregelt werden. Die in Frage kommende Lösung erlaubt eine höchst vielfäl tige Steuerung der Produkteigenschaften, erfordert aber Fachkönnen und Erfahrung des Anwenders.
US Patent 5 695 789 offenbart eine Einrichtung, aufweisend zumindest zwei Extruder und eine Getriebepumpe, angeordnet nach jedem Extruder, wobei die Getriebepumpen verwendet werden, um zu extrudierendes Material in eine Düse zuzuführen. Jede Getriebepumpe liefert Material für eine unterschiedliche Produktlage, womit die Einrichtung daher ein mehrlagiges Produkt erzeugt. Um die Dicke der unterschiedlichen Lagen zu steuern, wird jede Getriebepumpe getrennt eingestellt, mit anderen Worten wird die Ausbeute jeder Lage durch Einstellen der Getriebepumpe eingestellt. Diese Einrichtung ist äußerst komplex, und die zentrale Lage und gleichförmige, radiale Dicke des Produkts kann nicht ausreichend gut gesichert werden. In mehrlagigen Produkten ist es speziell besonders schwierig, ein gutes Dickenprofil in den einzelnen Lagen und im Endprodukt zu erzielen.
Die DE-A1-19635706 offenbart Zahnräder, die Streifen in einen Extruder liefern. Die WO-A1-9721532 offenbart ein Produkt mit einem Basismaterial und einem Zusatzmaterial. Die WO-A2-9740658 offenbart ein Produkt, bei dem einige der Fasern in der Richtung einer Helix orientiert sind. Die WO 9 633 855 offenbart extrudierte Schaumverbundstoffe. Die US 3 664 790 offenbart ein Rohr, dass Rillen und Grate an deiner äußeren Oberfläche aufweist. Die EP 662 385 offenbart eine rohrähnliches Extrusionsprofil mit einem weichen Basismaterial und helikalen Bändern aus steifem Kunststoffmaterial in dem Basismaterial.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung bereitzustellen, die es erlauben, ein Produkt mit guter zentraler Lage und gutem Dickenprofil herzustellen.
Die Verwendung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradeinheit eine Radialpumpeneinheit ist, die konische Zahnräder aufweist, die an einem kreisförmigen Umfang angeordnet sind und in entgegengesetzten Richtungen rotieren, wobei die Radialpumpeneinheit eine Ringströmung des Materials in die Düse des Extruders transferiert.
Des weiteren ist ein Extruder nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradeinheit eine Radialpumpeneinheit ist, die konische Zahnräder aufweist, die an einem kreisförmigen Umfang angeordnet sind und in entgegengesetzten Richtungen rotieren, wobei die Radialpumpeneinheit so angeordnet ist, um eine Ringströmung des Materials in die Düse des Extruders zu transferieren.
Eine zentrale Idee der Erfindung besteht darin, dass die Materialzufuhrvorrichtung das zu extrudierende Material in geschmolzener Form in die Radialpumpeneinheit der Einrichtung zuführt und die Radialpumpeneinheit eine Vielzahl konischer Zahnräder oder eine Vielzahl von Schnecken aufweist, die benachbart angeordnet sind und in entgegengesetzten Richtungen rotieren. Die Radialpumpeneinheit transferiert das Material in einer Ringströmung in die Düse des Extruders. Eine bevorzugte Ausführungsform basiert auf der Idee, dass mindestens ein Zahnrad in der Radialpumpeneinheit seine Rotationsenergie über die Materialzufuhrvorrichtung aufnimmt. Der Gedanke einer zweiten bevorzugten Ausführungsform besteht darin, dass die Materialzufuhrvorrichtung eine Schmelzschnecke ist. Eine dritte bevorzugte Ausführungsform basiert auf der Idee, dass kontinuierlich festes Material, eine Flüssigkeit oder ein Gas oder eine Mischung dieser durch das Zahnrad geliefert wird. Eine vierte bevorzugte Ausführungsform basiert auf der Idee, dass eine Vielzahl von Materialzufuhrvorrichtungen vorhanden ist, und dass das zu extrudierende Material in die Materialzufuhrvorrichtung durch einen Ringkanal geliefert wird, wobei die Zufuhrenden daran angeschlossen sind. Eine fünfte bevorzugte Ausführungsform basiert auf der Idee, dass die Vorrichtung mit einer Vielzahl von Radialpumpeneinheiten ausgestattet ist, wodurch eine Vielzahl von Materiallagen ermöglicht werden, wobei eine in der anderen angeordnet ist, um in die Düse des Extruders geliefert zu werden, um mehrlagige Produkte herzustellen.
Ein Vorteil der Erfindung ist die extrem gleichförmige Ausbeute, die unter Verwendung der Einrichtung erhalten wird. Des weiteren liefert sie ein einfaches Mittel, um eine exzellente, zentrale Lage des Produkts zu sichern, wodurch Produkte mit extrem guter zentraler Lage und radialem Dickenprofil hergestellt werden können. Des weiteren wird ein exzellentes Dickenprofil in mehrlagigen Produkten erreicht. Die Lösung der Erfindung ermöglicht des weiteren, dass das Material oder die Materialien, die extrudiert werden sollen, äußerst effizient geschmolzen und gemischt werden, woraus ein höchst homogener Materialfluss erhalten wird. Des weiteren können Produkte, die durch Anwendung der Lösung dieser Erfindung hergestellt werden, auf verschiedenen, unterschiedlichen Wegen verstärkt werden.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die beigleitenden Zeichnungen genauer beschrieben, in denen zeigen:
1 eine schematische Querschnittsansicht eines Extruders der Erfindung von vorne;
2 eine Querschnittsseitenansicht einer Einrichtung nach 1;
3 eine schematische Ansicht einer Materialzufuhrlösung für die Einrichtung aus 1;
4 eine schematische vordere Querschnittsansicht eines Teils eines zweiten Extruders der Erfindung;
5 eine schematische Ansicht eines dritten Extruders der Erfindung von vorne;
6 eine Querschnittsseitenansicht des Extruders aus 5;
7 eine schematische Ansicht eines Teils eines vierten Extruders der Erfindung, gesehen diagonal von oben;
8a bis 8c schematische Darstellungen eines Teils eines fünften Extruders der Erfindung; und
9a bis 9g schematische Darstellungen von Strukturen von Produkten, hergestellt mit Lösungen der Erfindung.
1 stellt einen Teil eines Extruders in einer Querschnittsansicht von vorne dar. Die Querschnittsfläche ist im Wesentlichen kreisförmig, allerdings zeigt, um der Klarheit willen, die Figur nur Teile des Extruders. Der Extruder weist eine Vielzahl von Materialzufuhrvorrichtungen 1 auf, in der bevorzugten Ausführungsform dargestellt durch Schmelzschnecken, wie in 1 veranschaulicht. Die Materialzufuhrvorrichtung 1 wird verwendet, um das zu extrudierende Material wie ein Kunststoff, konischen Zahnrädern 2, die eine Radialpumpeneinheit bilden, zuzuführen. Die konischen Zahnräder 2 können konische Kammräder mit helikaler Verzahnung sein, wie beispielsweise in 1 gezeigt ist, oder können Schnecken sein, die benachbart angeordnet sind und in entgegengesetzten Rich tungen rotieren, wie in 7 gezeigt ist. Die Materialzufuhrvorrichtungen 1 sind zwischen Rahmenteilen 3 angeordnet. Die Trennoberfläche der Rahmenteile 3 ist vorzugsweise horizontal angeordnet, im Wesentlichen an der Mittelachse der Materialzufuhrvorrichtungen 1, wie mit einer gestrichelten und gepunkteten Linie A in 2 dargestellt ist.
Die Radialpumpeneinheit führt Kunststoff auch radial mit konstanter Rate in die Düse 4 zu. Wenn eine Vielzahl von Radialpumpeneinheiten verwendet wird, beispielsweise wie in 2 gezeigt, führt jede Radialpumpeneinheit Material in die Düse 4 zu, von wo das Material weiter in den Verbindungskanal 5 fließt, um das Produkt zu bilden. Dies ermöglicht mehrlagige Produkte herzustellen, wenn dies benötigt wird.
Die Materialzufuhrvorrichtungen 1 können beispielsweise mit Getriebemotoren 6 rotiert werden. Die Motoren 6 können auf gleiche Geschwindigkeit synchronisiert sein, beispielsweise durch parallele Schaltung von Kurzschlussläuferinduktionsmotoren und durch Regeln dieser mit einem gewöhnlichen Gleichstrom-Wechselstrom-Konverter. Die Radialpumpeneinheit führt natürlich die abschließende Synchronisation der Geschwindigkeiten durch, um sie gleich zu machen. Da es insbesondere bei mehrlagigen Anwendungen schwierig ist, eine große Anzahl von Motoren 6 am Umfang des Extruders anzuordnen, ist es vorzuziehen, beispielsweise jeden zweiten Motor 6 wegzulassen. Statt des Motors 6 wird in diesem Fall ein Drucklager 7 an dem Ende der Materialzufuhrvorrichtung 1 am Umfang des Extruders angeordnet.
Das zu extrudierende Material wird in die Materialzufuhrvorrichtung 1 unter Verwendung eines Ringkanals 8 zugeführt. Das Material wird mit einem ringförmigen Saugkanal 9 in den Ringkanal 8 gesaugt. Zwischen dem ringförmigen Saugkanal 9 und dem Ringkanal 8 ist ein Saugfilter 10 angeordnet. Das Material wird vom Ringkanal 8 in die Materialzufuhrvorrichtung 1 mit Hilfe von Zufuhrhülsen 11 geliefert. Die Eintrittshülsen 11 sind vorzugsweise mit spiralförmigen Rillen ausgestattet, die entgegengesetzt den Schraubengewinden der Materialzufuhrvorrichtungen 1 gerichtet sind. In den Materialzufuhrvorrichtungen 1 schmilzt das Material. Um das Material effizienter zu schmelzen, können die Materialzu fuhrvorrichtungen 1 auch Kompression einschließen. Wenn Schmelzschnecken verwendet werden, können die Schneckengrate mit Punkten für den Überlauf des Materials ausgestaltet sein, um die Scherkraft zu erhöhen. Des weiteren können die Rahmenteile 3 mit Heizwiderständen 12 ausgestattet sein, um das Schmelzen des Materials zu sichern und zu steuern. Die Rahmenteile 3 sind beispielsweise durch Fixierschrauben 13 aneinander befestigt.
Das zu extrudierende Material kann mit einem weiteren Material, wie beispielsweise Calciumcarbonat, vermischt werden, wobei der Extruder dann als Mischer arbeitet. Da der Extruder das Material äußerst wirksam schmilzt und mischt, muss der Extruder, der als Mischer arbeitet, kein Zwischenprodukt, wie beispielsweise ein Zwischengranulat, herstellen, sondern der Extruder der Erfindung kann das Endprodukt direkt herstellen, d.h. dieser arbeitet als sogenannter Online-Mischer.
Der Extruder ist in der Mitte mit einer Welle 14 ausgestattet. Die Welle 14 ist vorzugsweise angeordnet, um rotiert zu werden. Die rotierbare Welle 14 kann verwendet werden, um eine helikale Orientierung in dem herzustellenden Produkts zu erzeugen. Eine Hülse 23 außerhalb der Düse 4 und der Verbindungskanal 5 kann ebenfalls drehbar angeordnet sein. Die rotierbare Hülse 23 kann dann ebenfalls zur Herstellung der helikalen Orientierung im Produkt verwendet werden.
3 ist eine schematische Ansicht einer Lösung zum Liefern von zu extrudierendem Material 15 in die Materialzufuhrvorrichtung 1. Das zu extrudierende Material 15 kann beispielsweise Kunststoff in Pulverform, Granulat oder in einer anderen, geeigneten Form sein. Das Material 15 wird von einem Vorratsbehälter 16 geliefert. Die Vorrichtung weist eine Saugleitung 17 zum Ansaugen von Luft auf, wodurch das Material 15 dadurch über eine Zuleitung 18 in den Ringkanal 8 fließt. Die Luft im Material 15 fließt durch den Saugfilter 10 in den ringförmigen Saugkanal 9 und weiter in die Saugleitung 17. Die Saugfilter 10 können beispielsweise durch zeitweise Umkehr der Zirkulationsrichtung von Luft gereinigt werden. Anstelle von Luft kann das System jedes geeignete Schutzgas oder eine Gasmischung verwenden. Im Extruder erzeugte und mit Luft oder Gas gemischte Wärme kann über die Saugleitung 17 in das Material 15 im Vorratsbehälter 16 transferiert werden, um das Material 15 zu erwärmen. Weiteres Material 15 kann in den Vorratsbehälter 16 ein Füllrohr 19 entlang gesaugt werden.
4 ist eine schematische Ansicht einer Anordnung, bei der vier Materialzufuhrvorrichtungen 1 die Radialpumpeneinheit speisen, wobei einige der konischen Zahnräder, die durch andere Zahnräder 2 gedreht werden, mit den Materialzufuhrvorrichtungen 1 gekoppelt sind. Ein gekrümmter Pfeil an dem Ende jeder Materialzufuhrvorrichtung 1 veranschaulicht die Rotationsrichtung der Materialzufuhrvorrichtung. Die anderen Pfeile veranschaulichen den Fluss des Materials in der Einrichtung. Es sei bemerkt, dass der durch die Materialzufuhrvorrichtungen 1 verursachte Fluss ebenfalls die konischen Zahnräder 2 dreht, die mit den Materialzufuhrvorrichtungen 1 überhaupt nicht notwendigerweise gekoppelt sein müssen, es sei denn, dass die Ausbeute der Einrichtung mit der Rotationsgeschwindigkeit der die Materialzufuhrvorrichtung 1 drehenden Motoren zu verbinden ist. Die Rotationsgeschwindigkeit der konischen Zahnräder 2 wird jedoch vorzugsweise verstellbar angeordnet, und der Zahnteilungswinkel α des Zahnrades 2 ist angeordnet, um so klein zu sein, dass die Rille zwischen den Zähnen keinen für das Material offenen Weg bildet. Wenn der Winkel α zu groß ist, kann das Material über das Zahnrad 2 fließen, wobei die Ausbeute des Extruders dann durch die Ausbeute der Materialzufuhrvorrichtung bestimmt wird. Wenn der Winkel α ausreichend klein ist, bestimmt die Geschwindigkeit der durch die konischen Zahnräder 2 gebildeten Zahnradpumpe den Betrag der sich ergebenden Ausbeute. In diesem Fall arbeitet die Radialpumpeneinheit als eine Pumpe mit konstantem Fluss. Der Winkel α ist vorzugsweise so klein, dass sich ein Zahn mehr als zur Hälfte um das Zahnrad 2 erstreckt.
5 und 6 stellen schematisch eine Lösung dar, bei der die Materialzufuhrvorrichtungen 1 in den oberen und unteren Schichten in konischer Form angeordnet sind, um so die Getriebemotoren 6 am Kreisumfang der Einrichtung besser aufzunehmen. Um der Klarheit willen zeigt 5 nur zwei Materialzufuhrvorrichtungen 1, zwei konische Zahnräder 2 und zwei Schrittmotoren 6, obwohl diese selbstverständlich um die gesamte Einrichtung angeordnet sind. Zusätzlich ist die Position der Materialzufuhrvorrichtungen 1 und die der Radialpumpeneinheit in Lagen gestaffelt, die so aufeinander liegen, dass die Mittelachse der konischen Zahnräder 2 in aufeinanderfolgenden Lagen mit den kontaktierenden Oberflächen der Zahnräder 2 in der vorangegangenen Lage ausgerichtet oder im Wesentlichen in der Nähe der sich berührenden Oberflächen ist. Gebrochene Linien zeigen die Materialzufuhrvorrichtung 1 und das Zahnrad 2, die in der unter der in 5 gezeigten Querschnittsoberfläche liegenden Lage angeordnet sind. Des weiteren sind die Materialzufuhrvorrichtung 1 und das konische Zahnrad 2 angeordnet, um eine einzige Einheit zu bilden. Diese Funktionseinheit weist einen im Wesentlichen zylindrischen Teil auf, der sich in Richtung des oberen Endes verjüngt. Dies ermöglicht, dass die Materialzufuhrvorrichtungen 1 und die konischen Zahnräder 2 an deren oberen Ende aus der Einrichtung entfernt werden können, indem man diese beispielsweise zusammen mit dem Getriebemotor 6 nach hinten zieht. Auf diese Art und Weise muss das Rahmenteil 3 nicht notwendigerweise mit irgendwelchen Aufteilungsoberflächen ausgestattet sein.
Die unterschiedlichen Lagen eines mehrlagigen Extruders können durch Veränderung der Anzahl der Materialzufuhrvorrichtungen 1 erhalten werden. Bei mehrlagigen Produkten, die Lagen aus Klebstoff aufweisen, ist die Dicke der Klebstofflagen typischerweise etwa 1 % der Gesamtdicke des Produkts. Wenn derartige Produkt hergestellt werden, werden daher vorzugsweise in diesen Lagen weniger Materialzufuhrvorrichtungen 1 verwendet.
7 zeigt schematisch eine Lösung, bei der die Materialzufuhrvorrichtungen 1 und die konischen Zahnräder 2 in einer sich verjüngenden, konischen Form angeordnet sind. Dies ermöglicht, dass eine kompakte Extruderanordnung erreicht wird. In der in 7 gezeigten Ausführungsform, ist die Materialzufuhrvorrichtung 1 eine herkömmliche Extrusionsschnecke mit einer sich konisch verjüngenden Spitze, wobei der Spitzenabschnitt somit das konische Zahnrad 2 bildet. Die Radialpumpeneinheit, die durch die konischen Zahnräder 2 gebildet ist, arbeitet als eine Einheit und erzeugt einen nach außen gerichteten radial symmetrischen Fluss. Material kommt aus jeder Furche in jedem Zahnrad 2 heraus.
8a bis 8c stellen schematisch Ausführungsformen dar, bei denen zusätzliches Material 20 durch die Materialzufuhrvorrichtungen 1 und die konischen Zahnräder 2 zugeführt wird. Um das zusätzliche Material 20 zuzuführen, wind die Materialzufuhrvorrichtung 1 und die konischen Zahnräder 2 mit Öffnungen 21 ausgestattet. Das zusätzliche Material 20 kann aus einem kontinuierlichen Material, Flüssigkeiten oder Gasen, oder Mischungen daraus bestehen. Das zu liefernde Material 20 kann beispielsweise ein kontinuierliches Verstärkungsmaterial sein, wie eine Glasfaserschnur, die durch alle Materialzufuhrvorrichtungen 1 und konischen Zahnräder 2 der Einrichtung zugeführt werden kann, um das Produkt zu verstärken. Das zusätzliche Material 20 kann auch ein elektrisches Kabel oder eine optische Faser sein. Des weiteren kann das zusätzliche Material ein Kunststoff oder eine Mischung aus Kunststoff sein, die sich in geschmolzener Form ausrichtet, oder das Material kann beispielsweise vernetztes Polyethylen sein.
8b stellt eine Struktur dar, bei der das Auslassende der Öffnung 21, die durch das konische Zahnrad 2 führt, nicht mittig angeordnet ist. Dies führt zu wellenartigen Variationen der Position des zusätzlichen Materials 20 im Produkt, wie in 8c gezeigt ist. Durch die Querbewegung kann das Basisproduktmaterial 15 daher beispielsweise zwischen Fasern treten, die in Bündeln eingeschweißt werden. Einige dieser Zahnräder 2 in ein und der selben Radialpumpeneinheit können mit mittig angeordneten Auslässen und andere mit nicht mittig angeordneten Auslässen ausgestattet sein.
9a ist eine schematische Ansicht eines Produkts, zu dem das zusätzliche Material 20 in das Produktmaterial 15 zugegeben wurde, wobei das zusätzliche Material durch Rotation der Extruderwelle 14, der Hülse 23 oder beider, helikal orientiert ist. In 9b ist das zusätzliche Material 20 im Produkt in einer wellenförmigen Art und Weise durch Anwendung der Lösung aus 8c angeordnet. In 9c ist das zusätzliche Material 20 im Produkt in einer wellenförmigen und einer helikalen Art und Weise angeordnet, indem die Lösung aus 8c angewandt und gleichzeitig die Welle 14 rotiert wurde. Die Lösung aus 9c ist beispielsweise für Kabelprodukte, bei denen das zusätzliche Material 20 eine optische Faser ist, besonders geeignet. Eine optische Faser bricht nicht, selbst wenn das Kabel gebogen werden muss.
9d zeigt eine Lösung, bei der das zusätzliche Material 20 in axialer Richtung des Produkts angeordnet ist. Das Produkt weist des weiteren axiale Luftkanä le 22 auf. Die Luftkanäle 22 werden beispielsweise durch Zuführen von Luft zusammen mit dem zusätzlichen Material 20, wie einer optischen Faser, im Produkt gebildet. Wenn die optische Faser im Produkt sich beispielsweise im Luftkanal 22 befindet, kann das Produkt bis zu einem bestimmten Ausmaß gebogen werden, ohne dass die optische Faser beschädigt wird. 9e zeigt eine Lösung, bei der das zusätzliche Material 20 im Produkt helikal angeordnet ist und das Produkt abgeflacht wird, wodurch das zusätzliche Material daher im Endprodukt kreuz und quer verläuft.
9f veranschaulicht schematisch ein mehrlagiges Produkt, bei dem die zusätzlichen Materialien in den unterschiedlichen Lagen verschachtelt sind. In jeder Lage kann das somit bereitgestellte Orientierungsfeld beispielsweise erreicht werden, indem Kunststoffe oder Kunststoffmischungen verwendet werden. Ein solches Orientierungsfeld wird gebildet, wenn der Kunststoff die Radialpumpeneinheit verlässt und die Flüsse in den Düsen abgeflacht werden. Um die beste Verstärkung zu erhalten, werden zumindest zwei Extrusionslagen benötigt, wobei die Positionierung der Schmelzschnecken in den Lagen geeignet gestaffelt ist.
9g stellt ein Produkt dar, das mit einer netzförmigen Verstärkungsstruktur ausgestattet ist, die mittels drei getrennter Extrusionslagen erzielt wurde. Eine kontinuierliche Linie a zeigt die zusätzlichen Materialien in der ersten Lage, eine gebrochene Linie b die zusätzlichen Materialien in der zweiten Lage und eine Linie c aus Punkten und Strichen die zusätzlichen Materialien in der dritten Lage. Dies ermöglicht eine netzförmige Verstärkungsstruktur im Produkt zu erreichen. Die korrekte Synchronisation der Verstärkung kann erreicht werden, indem die Materialzufuhrvorrichtungen und die Zahnräder in den aufeinanderfolgenden Lagen mit Hilfe eines gewöhnlichen Getriebesystems rotiert werden.
Die Zeichnungen und die darauf bezogene Beschreibung sind lediglich dazu bestimmt, die erfinderische Idee zu veranschaulichen. Die Details der Erfindung können innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche variieren. Daher kann das Produkt beispielsweise ein Kabel, eine Röhre, ein Film, ein blasgeformtes Produkt, ein Profil, ein spritzgegossenes Produkt oder jedes andere, ähnliche Produkt sein.

Claims

Verwendung eines Extruders, der mindestens eine Materialzufuhrvorrichtung (1), eine Zahnradeinheit und eine nach der Zahnradeinheit angeordnete Düse (4) umfasst, wobei die Materialzufuhrvorrichtung (1) angeordnet ist, um Material durch eine Zahnradeinheit in eine Düse (4) zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradeinheit eine Radialpumpeneinheit mit konischen Zahnrädern (2) ist, die an einem kreisförmigen Umfang angeordnet sind und sich in entgegengesetzten Richtungen drehen, wobei die Radialpumpeinheit eine Ringströmung des Materials in die Düse (4) des Extruders transferiert.
Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zahnrad (2) der Radialpumpe durch die Materialzufuhrvorrichtung (1) gedreht wird.
Verwendung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialzufuhrvorrichtung (1) eine Schmelzschraube ist, die das zu extrudierende Material schmelzt.
Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Material (20) durch die Radialpumpeneinheit geliefert wird.
Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei Materialzufuhrvorrichtungen (1) gibt.
Verwendung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zu extrudierende Material an die Materialzufuhrvorrichtungen (1) durch einen Ringkanal (8) geliefert wird, der ihre Eingangsenden verbindet.
Verwendung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Material in den Ringkanal (8) mittels Luft oder Gas gesaugt wird.
Verwendung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Wärme zusammen mit der angesaugten Luft oder dem angesaugten Gas von dem Extruder in das gelieferte Material geliefert wird.
Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder einen Dorn (14) umfasst, der während der Extrusion gedreht wird.
Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein konisches Zahnrad (2) mit einer Öffnung versehen ist, durch die zusätzliches Material (20) geliefert wird, wobei die Öffnung nicht zentral an dem Zahnrad (2) angeordnet ist.
Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein konisches Zahnrad (2) mit einer Öffnung versehen ist, durch die zusätzliches Material (20) geliefert wird, wobei die Öffnung zentral an dem Zahnrad (2) angeordnet ist.
Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das extrudierte Produkt abgeflacht ist.
Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnteilungswinkel a des Zahnrads (2) so klein ist, dass die Radialpumpe als eine Constant-Flow-Pumpe arbeitet, wobei die Geschwindigkeit der Rotation der Radialpumpeneinheit die Leistungsabgabemenge bestimmt.
Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät mit mehreren Radialpumpeneinheiten versehen ist, wobei die nach den Radialpumpeneinheiten angeordneten Düsen (4) mit einer Verbindungsleitung (5) auf eine solche Art und Weise verbunden sind, dass mehrschichtige Produkte erzeugt werden können.
Verwendung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass, betrachtet von der Vorderseite des Geräts, die Zahnräder (2) von mindestens zwei unterschiedlichen Radialpumpeneinheiten ineinander verschachtelt sind.
Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialzufuhrvorrichtung (1) und das Zahnrad (2) angeordnet sind, um rückwärts von dem Gerät entfernt zu werden, ohne sonst das Gerät im Wesentlichen auseinander zu nehmen.
Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialzufuhrvorrichtungen (1) und die Radialpumpeneinheit in einer sich verjüngenden konischen Form angeordnet sind.
Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmaterial (15) und weiteres Material in den Extruder geliefert werden, wobei der Extruder als ein online Compounder arbeitetet, der ein Produkt aus den gemischten Materialien erzeugt.
Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder eine Buchse (23) außerhalb der Düse (4) umfasst, wobei die Buchse während der Extrusion gedreht wird.
Extruder mit mindestens einer Materialzufuhrvorrichtung (1), einer Zahnradeinheit und einer nach der Zahnradeinheit angeordneten Düse (4), wobei die Materialzufuhrvorrichtung (1) angeordnet ist, um Material durch die Zahnradeinheit in die Düse (4) zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradeinheit eine Radialpumpeneinheit mit konischen Zahnrädern (2) ist, die an einem kreisförmigen Umfang angeordnet sind und sich in entgegengesetzten Richtungen drehen, wobei die Radialpumpeinheit angeordnet ist, um eine Ringströmung des Materials in die Düse (4) des Extruders zu transferieren.
Extruder gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zahnrad (2) in der Radialpumpe angeordnet ist, um durch die Materialzufuhrvorrichtung (1) gedreht zu werden.
Extruder gemäß Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder mindestens einen Motor (6) umfasst, der angeordnet ist, um die Materialzufuhrvorrichtung (1) zu drehen.
Extruder gemäß Anspruch 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialzufuhrvorrichtung (1) eine Schmelzschraube ist, die angeordnet ist, um das zu extrudierende Material zu schmelzen.
Extruder gemäß einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zahnrad (2) mit einer Öffnung (21) versehen ist, wobei zusätzliches Material (20) angeordnet ist, um durch die Öffnung zugeführt zu werden.
Extruder gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (21) nicht zentral an dem Zahnrad (2) angeordnet ist.
Extruder gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (21) zentral an dem Zahnrad (2) angeordnet ist.
Extruder gemäß einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder mindestens zwei Materialzufuhrvorrichtungen (1) umfasst.
Extruder gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder einen Ringkanal (8) umfasst, der angeordnet ist, um die Eingangsenden der Materialzufuhrvorrichtungen (1) auf eine solche Art und Weise zu verbinden, dass das zu extrudierende Material in die Materialzufuhrvorrichtungen (1) durch den Ringkanal (8) geliefert wird.
Extruder gemäß Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder eine Saugleitung (9) umfasst, wobei das zu extrudierende Material angeordnet ist, um in den Ringkanal (8) durch die Saugleitung (9) gesaugt zu werden.
Extruder gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder ein Mittel zum Transferieren von Wärme, die in dem Extruder ist, in das in den Extruder zu lieferndes Material umfasst.
Extruder gemäß einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder einen Dorn (14) umfasst, der angeordnet ist, um gedreht zu werden.
Extruder gemäß einem der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnteilungswinkel a des Zahnrads (2) angeordnet ist, um so klein zu sein, dass die Radialpumpe als eine Constant-Flow-Pumpe arbeitet, wobei die Geschwindigkeit der Rotation der Radialpumpeneinheit die Leistungsabgabemenge bestimmt.
Extruder gemäß einem der Ansprüche 20 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder mehrere Radialpumpeneinheiten umfasst, wobei der Extruder angeordnet ist, um mehrschichtige Produkte zu erzeugen.
Extruder gemäß Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass, betrachtet von der Vorderseite des Geräts, die Zahnräder (2) von mindestens zwei getrennten Radialpumpeneinheiten ineinander verschachtelt sind.
Extruder gemäß einem der Ansprüche 20 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialzufuhrvorrichtung (1) und das Zahnrad (2) angeordnet sind, um rückwärts von dem Gerät entfernt zu werden, ohne sonst das Gerät im Wesentlichen auseinander zu nehmen.
Extruder gemäß einem der Ansprüche 20 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialzufuhrvorrichtungen (1) und die Radialpumpeneinheit eine sich verjüngende konische Form aufweisen.
Extruder gemäß einem der Ansprüche 20 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder eine außerhalb der Düse angeordnete Buchse (23) umfasst, wobei die Buchse (4) angeordnet ist, um gedreht zu werden.