DE862668C - Vorrichtung zum Verkneten, Gelatinieren und Verpressen von plastischen Massen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Verkneten, Gelatinieren und Verpressen von plastischen Massen Für das Kneten, Gelatinieren und Verpressen von plastischen Massen wurden bisher unter anderem auch ein- und mehrspindelige Schneckenpressen mit ein- und mehrgängigen Spindeln verwendet. Die auf das Gut in Schneckenpressen einwirkenden Kräfte sind in der Hauptsache Scherkräfte, durch welche die Stoffteile verformt bzw. zerrieben werden.
• Dieser Effekt ist wesentlich z. B. beim Kneten, Mischen, Verformen, Gelatinieren, Trennen von festen und flüssigen Stoffen sowie bei der Durchführung von Polymerisations- und Kondensationsreaktionen.
• In einwelligen Schneckenmaschinen lassen sich manche der zu verarbeitenden Massen nicht. einwandfrei verkneten und verpressen, weil- die Schnecken das Gut schlecht einziehen oder ungleichmäßig austragen, was dazu führen kann, daß sich die Massen in dem Spiralkanal der Schnecke festsetzen und nicht mehr gefördert werden.
• Es wurde nun gefunden, daß diese Mängel an Maschinen mit zwei und mehr Schneckenwellen mit gleichgerichtetem Drehsinn im allgemeinen um so weniger auftreten, je mehr die Gewindenut einer Schnecke durch den eingreifenden Kamm der Gegenschnecke oder Gegenschnecken an den Flankenberührungsstellen abgedichtet wird.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb eine Vorrichtung zum Kneten bzw. Verpressen von plastischen Massen, insbesondere von Lösungsmittel- bzw. Polpuivermassen, bei der zwei oder mehr ein- oder mehrgängige Schneckenwellen, die sich im Schneckengehäuseim gleic,bgerichteten Sinne drehen (vgl. Abb. I) verwendetvwerden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Gewindenut einer Schnecke durch den eingreifenden Kamm der G egenschuecke oder Gegenschnecken an den Flankenberührungsstellen vollständig bzw. nahezu vollständig längs einer Raumkurve (vgl. Abb. II a-a) abgedichtet ist, wobei das Gewindeflankenprofil so ausgebildet ist, daß die Flankenfläche in ihrer Verschneidung mit beliebigen ebenen Flächen (vgl. z. B. x-y der Abb. III) senkrecht zur Schneckenachse Kreisbogenstücke ergibt, die den Radius r = Achsabstand der beiden Schnecltenwellen besitzen und den Kernkreis der Schneckenwelle tangieren. Die Kammbreite c sowie die Profilbreite ct (Abb. II) sind im Falle der vollständigen Abdichtung bei a-a durch die gegebenen Schneckenabmessungen mathematisch eindeutig bestimmt.
• Bei nahezu vollständiger Abdichtung zwischen den Gewindeflanken entsteht durch das erfindungsgemäß geschnittene Profil der Gewindeflanken ein Spalt von gleichbleibender Breite, wodurch gleichmäßige Scherkräfte erzeugt werden.
• Durch die vollständige oder nahezu vollständige Abdichtung der Gewindenuten durch die in sie eingreifenden Kämme wird im allgemeinen eine wesentliche Verbesserung der Knetfiußwirkung erreicht und die Scherkraftwirkung sichergestellt.
• Ähnlich wie die zu verarbeitenden Massen bei den Einwellenmaschinen unter der Wirkung des Preßdruckes in einem Kanal um die Schneckenwelle herumgewälzt werden, erfolgt bei der Vôrrichtung nach der Erfindung in dem sich um das ganze Schneckenpaket schraubenförmig herumziehenden Schneckengangg ein Knetfluß, der bei jedem Umlauf je nach der Anzahl der Schneckenwellen mehrmals von einer Nut in die andere verlagert wird (vgl. Abb. II Stofffluß d). In den Einbuchtungen der äußeren Begrenzungsflächen des Schneckenpaketes bildet das Schneckengehäuse einen Grate, der an der Umlenkung der Masse von einer Nut zur anderen mitwirkt. Dieser Grat begrenzt ferner zusammen mit den beiden Flanken b-b einen dreieckförmigen Spalt, dessen Querschnitt den obenerwähnten Kanal g örtlich erheblich verengt.
• Ein Festsetzen der Masse in den Gewindegängen ist nicht möglich, weil diese in kurzen Abständen immer wieder von den in die Schneckennut eingreifenden und diese abdichtenden Schneckenkämmen der anliegenden Schnecke oder Schnecken gereinigt werden. Das Gehäuse für das Schneckenpaket muß dicht an dem äußeren Umfang der Schnecken anliegen, damit ein Übergang der Masse von einer Schneckennut zur anderen zwischen den Schneckenkämmen und der Gehäusewand nicht möglich ist. Gegebenenfalls kann das Gehäuse mit einer Heizkammer, durch die Dampf oder heiße Flüssigkeiten geleitet werden oder in die elektrische Heizdrähte eingebaut sind, versehen werden In geheizten Schneckenpressen nach der Erfindung kann z. B. die Trocknung von plastischen Massen oder auch eine Konzentrie'rung'''von kneÜaren, teigigen Massen durchgeführt werden.
• Die geschilderten Knet- und Scherungsverhältnisse können für die Verarbeitung bestimmter Massen in einer zweiwelligen Vorrichtung weiterhin dadurch erhöht werden, daß man die 13egrenzungsflanken des Gewindekammes in an sich bekannter Weise mit voneinander verschiedenen Steigungen ausführt, so daß die Gewindekammbreite einer Schneckenwelle stetig zunimmt, wobei sich die zugehörige Gewindenutbreite in der anderen Welle ebenfalls entsprechend vergrößert.
• Durch diese Ausgestaltung der Schneclienwellen erhält die eine Welle stetig abnehmendes, die andere ein in gleichem Maße stetig zunehmendes Gangvolumen (vgl. Abb. IV).
• Neuartig ist diese Anordnung an gleichsinnig sich drehenden Schneekenwellen, die ja, wie eine einfache geometrische Überlegung ergibt, grundlegend andere Eingriffs- bzw. Verschnei dungsverhältnisse aufweisen, wie z. B. gegeneinander sich abwälzende Schneckenwellen.
• Bei der Anordnung nach Abb. IV wird der oben geschilderte Knetfluß um das Spindelpáket herum dadurch wesentlich beeinflußt, daß die auf die abere Schneckenwelle aufgegebene Masse infolge des abnehmenden Gangvolumens dieser Welle gezwungen ist, über die Dreieckspalte bei b-b auf die untere Schneckenwelle überzugehen. Der Hauptfluß des Stoffes erfolgt also hierbei in Richtung des Pfeiles c.
• Alle Schneckenwindungen eines Zwei- oder Mehr wellenpaketes sind, durch den gleichen Drehsinn bedingt, stets entweder rechts- oder linksgängig ausgeführt. Sämtliche Wellen müssen mit gleicher Geschwindigkeit angetrieben werden, was zwangsläufig mit Zahnradantrieb- oder Kettenantrieb geschehen kann.
• Die Zeichnungen stellen Einzelheiten an den zwei- bzw. mehrwelligen Schneckenvorrichtungen nach der Erfindung dar.
• Abb. I zeigt die Grundanordnung einer mehrwelligen Schneckenpresse mit gleichsinnig sich drehendem Schnecken und Kettenantrieb; Abb. II zeigt die Abdichtungs- bzw. Verschneidungsverhältnisse der Wellen; Abb. III zeigt die geometrische Verschneidung der Flankenfiäche im Querschnitt; Abb. IV zeigt die Anordnung zweier Schneckenwellen mit veränderlicher Kammbreite bzw. G& windenutbreite.

Claims (2)

1. -PATENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zum Kneten, Gelatinieren und Verpressen von plastischen Massen, bei der zwei oder mehr oder ein- oder mehrgängige Schnekkenwellen, die sich in einem dicht an den äußeren Umfang der Kämme anschließenden Gehäuse in gleichgerichtetem Sinne drehen, verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindenut einer Schnecke durch den eingreifenden Kamm der Gegenschnecke oder Gegenschnecken an den Flankenberührungsstellen voll- ständig oder nahezu vollständig längs einer Raumkurve abgedichtet ist, wobei das Gewinde flankenprofil so ausgebildet ist, daß die Flankenfläche in ihrer Verschneidung mit beliebigen ebenen Flächen senkrecht zur Schneekenachse Kreisbogenstüclie ergibt, die den Radius r = Achsabstand der beiden Schueckenwelen besitzen und den Kernkreis der Schneckenwelle tangieren.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindekammhreite einer Schneckenwelle stetig zunimmt, wobei sich die zugehörige Gewindenutbreite in der anderen Welle entsprechend vergrößert.