DE8513567U1

DE8513567U1 - Entgasungsschneckenstrangpresse

Info

Publication number: DE8513567U1
Application number: DE8513567U
Authority: DE
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1985-05-08
Filing date: 1985-05-08
Publication date: 1986-09-04

Description

Entgasungsschneckenstrangpresse

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entgasungsschneckenstrangpresse für die kontinuierliche Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Entgasungsschneckenstrangpresse ist aus der DE-OS 20 31 935 bekannt.

Immer häufiger fällt der Schneckenpresse die Aufgebe zu, den Thermoplast vor dem Eintritt in die Spinndüse von gasförmigen Komponenten zu befreien, die die Qualität des Endproduk- tes beeinträchtigen oder dieses vollständig unbrauchbar machen könnten. Damit ist besonders dann zu rechnen, wenn das Ausgangsmaterial Feuchtigkeit enthält, die als Kristallwasser eingeschlossen oder als Oberflächenhaut adsorbiert oder zwischen den Körnern eingelagert sein kann. Nicht selten betragen die Anteile dieser Komponenten 3 bis 4 Gewichts-%; der Restgehalt im extrudierten Produkt darf im allgemeinen nicht über 0,2 Gewichts-% liegen. Vielfach wird auch die Forderung gestellt, daß eingeschlossene Luft, monomere Restanteile des Kunststoffrohstoffes (z.B. Styrol), niedrig siedende Weichmacherkomponenten u.a. aus der Masse

_t entfernt werden, bevor diese das Ausstoßende der Schnecke erreichen.

Die maschinellen Einrichtungen, mit denen eine Entgasung der plastischen Massen in vielen Fällen erreicht werden soll, sind konstruktiv recht unterschiedlich. Das Grundprinzip der verschiedenen Konstruktionen von Entgasungsextrudern, sowohl

.Ein- als auch Doppel schneckenpressen, insbesondere die Folge

der in diesen Maschinen ablaufenden einzelnen Vorgänge,ist jedoch in allen Fällen gleich: Plastifizieren oder Aufschmelzen, Druckaufbau, Druckentlastung bei gleichzeitigem Abführen der Gasphase an das Schneckengehäuse oder Kanäle der Schnecke oder Schnecken selbst, erneuter DruckaufbaUj anschließend Ausstoß der entgasten Masse. 35

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Entscheidend für den störungsfreien Betrieb der Maschine sind folgende Grundf orderüngen :

a) Die Gange im Mittelabschnitt der Entgasungszone dürfen nur teilweise mit plastischer Masse bzw. Schmelze gefüllt sein, da bei hundertprozentiger Füllung der Gänge keine freie Oberfläche für das Entweichen der Gasphase vorhanden ist und außerdem die Entgasungsöffnung des Gehäuses verstopft werden konnte.

b) die zweite Meteringzone (Ausstoßzone) soll möglichst

ständig in ihrer ganzen Länge gefüllt sein, da bei einer nur teilweisen Füllung mit pulsierendem Ausstoß zu rechnen ist*

Nachteilig bei der Extrusion von zu entgasenden Stoffen wie z.B. Polyamid 6.6 ist, daß sich im tei1 gefüllten Bereich der Entgasungszone Ablagerungen bilden, z.B. Oligomere, die zu Verkrustungen führen können. Diese Ablagerungen wachsen mit der Zeit an, bis sie mit der Schmelze in Berührung kommen und mitgenommen werden. Dies führt dann zu Qualitätsstörungen wie z.B. matten Filamenten oder vermehrten Spinn oder Texturierbrüchen. Die Schnecken müssen daher in Zeitabständen von wenigen Wochen ausgebaut und gereinigt werden, was zu Stillstandzeiten und Produktionsausfällen führt.

Aufgabe der erfindungsgemäßen Schneckengestaltung für die

Entgasungsschneckenstrangpresse ist es, eine Schneckenopti* mierung derart durchzuführen, daß ,AbIagerungen im teilgefüllten Entgasungsbereich und deren störende Auswirkungen auf die Produktqualität vermindert werden. Hierdurch kann zum einen die Standzeit der Schnecke bis zum nächsten Reinigungszyklus wesentlich verlängert werden und zum anderen kann eine gleichmäßigere Produktqualität erzielt werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im teilgefülIten Vakuumbereich stromabwärts des Stauabschnitts der Schnecke der Schneckengangquerschnitt in Förderrichtung

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keilförmig vergrößert wird und sich die Schmelzeaustrittsöffnung direkt neben oder in der vorderen aktiven Stegfianke befindet. Hierdurch wird erreicht, daß die Schmelze am Steg haftet. Bei einer senkrecht angeordneten Schneckenstrangpresse kann dadurch insbesondere ein Herunterlaufen der Schmelze gegen die hintere Stegflanke des um 360° in Förderrichtung versetzten Steges vermindert werden. Durch den in Schneckenlängsrichtung sich keilförmig erweiternden Schneckengangquerschnitt wird außerdem ein erheblich vergrößerter Raum im Bereich der hinteren Stegflanken verfügbar gemacht, in dem sich die störenden festen Ausscheidungen ansammeln können. Durch beide Maßnahmen wird jedoch insgesamt erreicht, daß die in die Entgasungszone der Schneckenstrangpresse entspannte Schmelze lange Zeit benötigt, bevor sie mit solchen Ablagerungen in Berührung kommt und verunreinigt wird. Hierdurch wird die Betriebszeit der Schnecke bis zur nächsten Reinigung und zur Stillsetzung der Schneckenstrangpresse erheblich verlängert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar ist ein Längstei1 schnitt einer Entgasungsschneckenstrangpresse gezeigt, die kontinuierlich thermoplastischen Kunststoff verarbeitet.

Im Schneckenzylinder 1 mit einer entlüftungs- bzw. entgasungsschachtartigen öffnung 2 in der Entgasungszone G ist die zweistufige Schnecke 3 angeordnet. Zwischen den Schneckenstufen ist ein Sperrabschnitt in Form eines Stauwulstes 4 vorgesehen. Dieser Stauwulst 4 bildet den Schneckenübergang von einer Druckzone D am Ende des Schneckenteiles 3a zu einer Entspannungszone E am Anfang des Schneckenteiles 3b. Im Bereich zwischen der Druck- und Entspannungszone ist im Schneckenkern ein axialer überströmkanal 5 für die Schmelze angeordnet. Die Schmelze strömt vom Ende des ersten Schneckenabschnittes 3a durch zur Schneckenachse in Strömungsachsrichtung geneigte Zuführkanäle 6 in

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den Überströmkanal 5, durch diesen hindurch und von hier aus durch die Schm&lzeaustrittsöffnungen 7. Diese Schmelzeaustrittsöffnungen 7 münden erfindungsgemäß unmittelbar neben der aktiven Stegflanke 12 in den keilförmig erweiterten Schneckenkanal 13 der Entgasungszone G.

Hierdurch haftet die austretende Schmelze an der vorderen Stegflanke 12 und wird im Zusammenwirken mit dem Schneckenzylinder 1 in die zweite Schneckenstufe 3b gefördert, wobei im teilgefüllten Schneckenkanal die spezifische Oberfläche der Schmelze stark vergrößert wird und sich das im Entgasungsschacht 2 angelegte Teilvakuum intensiver auswirken kann. Aufgrund der Teilfüllung des Schneckenkanals und der Viskosität der Schmelze wird die hintere Stegflanke des um 360° in Förderrichtung versetzten Schneckensteges erst nach längerer Betriebszeit von der Schmelze benetzt. Dies um so mehr als der Schneckenkanalquerschnitt sich in Förderrichtung gesehen keilförmig verjüngt und das Gangvolumen sich erhöht. Durch diese Maßnahme können sich kondensierende Ausscheidungen aus der Schmelze, Oligomere und andere feste Ablagerungen im Laufe der Zeit im stromabwärts liegenden Teil des Schneckenganges in der Entgasungszone sammeln, ohne die Schmelze zu verunreinigen oder zu einer Unterbrechung des Betriebes zu führen.

Innerhalb der Schnecke 3 ist ein Verstel1 organ 8 eines RegelventiIs in einer Axialbohrung 10 abgedichtet angeordnet. Das Verstell organ 8 ist als Schieber ausgebildet und axial nach hinten verlängert, wo es in bekannter Weise aus der nicht dargestellten Schneckenpresse herausgeführt ist. Es ist mit einer von außen bedienbaren Vorrichtung zum Axialverstellen versehen. Seine strömungsgünstig geformte Spitze 9 befindet sich im Bereich des überströmkanals 5. Aufgrund der Veränderung des Querschnitts des Überström kanals ist sowohl der ochmelzestrom dosierbar als auch der

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Druckaufbau in der Schmelzezone des Schneckenteils 3b durch Druckregelung der Schmelze günstig zu beeinflussen. Die Druckhöhe in der Stäüzöne des Stauwulstes 4 laßt sich auf günstige Art und Weise durch die Radialbohrüngeri 11 im Stauwulst 4 ändern, die abhängig von der axialen Ventilverstellun" des Verstell organs 8 unterschiedliche Stauzonenlängen ergeben.

Durch die beschriebenen Maßnahmen gelingt es, Betriebsunterbrechungen durch eine Verunreinigung der Schmelze mit oligomeren Ausscheidungen in der Entgasungszone der Schneckenpresse zu verzögern. Dadurch wird die Zeitdauer für den üblichen Reinigungzyklus der Schmelze in vorteilhafter Weise verlängert.

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BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG

1 Schneckenzylinder

2 entgasungsschachtartige Öffnung

3 zweistufige Schnecke 3a Schneckenanfangsteil 3b Schneckenendtei1

4 Sperrabschnitt, Stauwulst

5 axialer überströmkanal

6 Zuführkanal

7 Schmelzeaustrittsöffnung

8 Verstel1 organ, Schieber

9 Spitze des Verstell organs

10 Axialbohrung

11 Radial bohrungen

12 aktive Stegflanke, vordere Stegflanke

13 keilförmig erweiterter Gang

D Druckzone

E Entspannungszone

G Entgasungszone

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Claims

* · ■■ ii in) it ifii • · ■ · ■ 1 J 111 • ■■» I JItI Il III • ·■ ■«· ■ III ι t barmag Barmer Maschinenfabrik Afcti'ehgese'l Tsthaft sitz Remscheid, Bundesrepublik Deutschland 0-1464 - 1 - η s ρ r u c h

1. Entgasungsschneckenstrangpresse für die kontinuierliche Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe mit einer Ein-Schnecke zur Förderung des Materials, die in einer tei1 gefüllten Entgasungszone stromabwärts eines Stauabschnitts eine Vergrößerung des Gangvolumens und eine Schmelzeaustrittsbohrung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß

sich die Schmelzeaustrittsbohrung (7) direkt neben oder in der vorderen aktiven Stegflanke (12) befindet und sich der Schneckengangquerschnitt in der Entgasungszone in Förderrichtung keilförmig erweitert.

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