DE862668C

DE862668C - Device for kneading, gelatinizing and pressing plastic masses

Info

Publication number: DE862668C
Application number: DEF3192D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl-Ing Erdmenger; Walter Dr Meskat
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1944-07-07
Filing date: 1944-07-07
Publication date: 1953-01-12

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.Device for kneading, gelatinizing and pressing plastic Crowds For kneading, gelatinizing and pressing plastic masses so far including single and multi-spindle screw presses with single and multi-start spindles used. The ones acting on the material in screw presses Forces are mainly shear forces through which the fabric parts are deformed or be crushed.

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.This effect is essential z. B. in kneading, mixing, shaping, Gelatinization, separation of solid and liquid substances as well as in the implementation of polymerization and condensation reactions.

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. Some of the Masses not. Knead and press perfectly because the snails are the material poorly drawn in or unevenly discharged, which can lead to the masses set in the spiral channel of the screw and are no longer conveyed.

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. It has now been found that these shortcomings in machines with two and the more worm shafts with the same direction of rotation generally the less occur, the more the thread groove of a worm through the engaging crest of the Counter screw or counter screw is sealed at the flank contact points.

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. The present invention therefore relates to a device for kneading or pressing of plastic masses, in particular of solvent or polymer powder, in which two or more single or multi-thread Screw shafts that rotate in the same direction in the screw housing (see Fig. I), which is characterized in that the thread groove a snail through the intervening crest of the counter snails or counter snails at the flank contact points completely or almost completely along a Space curve (see. Fig. II a-a) is sealed, with the thread flank profile so is designed that the flank surface in its intersection with any flat Areas (cf. e.g. x-y in Fig. III) perpendicular to the screw axis, circular arc pieces results, which have the radius r = center distance of the two cutting shafts and tangent to the core circle of the worm shaft. The ridge width c and the profile width ct (Fig. II) are given in the case of complete sealing at a-a by the Screw dimensions clearly determined mathematically.

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.When there is almost complete sealing between the thread flanks due to the profile of the thread flanks cut according to the invention, a gap of constant Width, which creates even shear forces.

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. Due to the complete or almost complete sealing of the thread grooves the combs engaging in them will generally be a substantial improvement the kneading effect is achieved and the shear force is ensured.

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.Similar to the masses to be processed in single-shaft machines rolled around the worm shaft in a channel under the action of the pressing pressure takes place in the device according to the invention in which it is the whole Screw package spiraling screw threads a kneading flow, which with every revolution, depending on the number of worm shafts, several times from one groove into the others are shifted (see Fig. II material flow d). In the indentations of the outer The screw housing forms a burr on the boundary surfaces of the screw package, which helps to divert the mass from one groove to the other. This ridge is limited furthermore, together with the two flanks b-b, a triangular gap, the cross-section of which the above-mentioned channel g is locally considerably narrowed.

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. It is not possible to fix the mass in the threads, because these are repeatedly replaced by those engaging in the screw groove at short intervals and these sealing screw crests of the adjacent screw or screws cleaned will. The housing for the screw package must be close to the outer circumference of the screw rest, so that a transition of the mass from one screw groove to the other between the snail crests and the housing wall is not possible. If necessary, it can Housing with a heating chamber through which steam or hot liquids are passed or in which electrical heating wires are built-in, are provided in heated Screw presses according to the invention can, for. B. the drying of plastic masses or a concentration '' 'of kneaded, doughy masses can be carried out.

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. The kneading and shearing conditions described can be used for Processing of certain masses in a twin-shaft device continues as a result be increased that the 13limiting flanks of the thread crest in per se known Way executes with different pitches, so that the thread crest width of a worm shaft increases steadily, with the associated thread groove width in the other wave also enlarged accordingly.

Durch diese Ausgestaltung der Schneclienwellen erhält die eine Welle stetig abnehmendes, die andere ein in gleichem Maße stetig zunehmendes Gangvolumen (vgl. Abb. IV). This design of the Schneclienwelle receives one wave steadily decreasing, the other a corridor volume that is steadily increasing to the same extent (see Fig. 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. This arrangement of snow cap waves rotating in the same direction is new, which, as a simple geometric consideration shows, fundamentally different engagement or have Verschnei training ratios, such. B. against each other rolling off Worm shafts.

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. In the arrangement according to Fig. IV, the kneading flow described above around the Spindelpáket significantly influenced by the fact that the butt worm shaft abandoned mass is forced due to the decreasing passage volume of this wave, to pass over the triangular column at b-b to the lower worm shaft. The main river the substance is carried out in the direction of arrow 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. All screw turns of a two or more shaft package are, due to the same direction of rotation, always executed either right-handed or left-handed. All shafts must be driven at the same speed, which inevitably can be done with gear drive or chain drive.

Die Zeichnungen stellen Einzelheiten an den zwei- bzw. mehrwelligen Schneckenvorrichtungen nach der Erfindung dar. The drawings provide details on the twin or multi-shaft Screw devices according to the invention.

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. Fig. I shows the basic arrangement of a multi-shaft screw press with co-rotating worm and chain drive; Fig. II shows the sealing or intersection ratios of the shafts; Fig. III shows the geometric intersection the flank surface in cross section; Fig. IV shows the arrangement of two worm shafts with variable comb width or G & thread groove width.

Claims

-PATENT CLAIMS: I. Device for kneading, gelatinizing and pressing of plastic masses in which two or more or single or multiple screw shafts, which are in a tightly adjoining the outer circumference of the combs housing in rotate in the same direction, are used, characterized in that the Thread groove of a worm through the engaging crest of the counter worm or counter worm at the flank contact points fully constantly or almost completely is sealed along a space curve, the thread flank profile formed in this way is that the flank surface intersects with any flat surfaces perpendicular to the Schneekenachse results in a circular arc, which has the radius r = center distance of the two Schueckenwelen and tangent to the core circle of the worm shaft.

2. Apparatus according to claim I, characterized in that the thread comb ridge of a worm shaft increases steadily, with the associated thread groove width accordingly enlarged in the other wave.