DE903508C

DE903508C - Spindelpresse fuer plastische Massen

Info

Publication number: DE903508C
Application number: DEU1391A
Authority: DE
Inventors: Herbert Almon Swallow
Original assignee: Union Carbide and Carbon Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1950-11-17
Filing date: 1951-11-03
Publication date: 1954-02-08
Also published as: CH294790A

Description

Spindelpresse für plastische Massen Die Erfindung behandelt eine verbesserte Spindelpresse zum gleichmäßigen Mahlen. Plastifizieren und Fördern plastisoher Massen mit einer Kammer, die von einem Paar sich gegenseitig zum Teil durchdringender und mit ihren Längsachsen parallel zueinander liegender Zylinder gebildez wird. Dabei ist es bekannt, in jedem Zylinder eine Spindel mit einem oder mehreren Längsmessern unterzubringen und die erste Spindel entgegengesetzt und mit einem Mehrfachen der Geschwindigkeit der zweiten Spindel zu drehen.
Beim Vermahlen der üblich gekörnten oder gepulverten plastischen Stoffe, wie z. B. Vinylmischpolymeren, synthetischen und natürlichen Gummi, Polyesterharzen, polymerisiertem Styrol od. dgl., mit Füllstoffen, plastisch machenden Farbstoffen usw. in den bekannten Spindelpressen hat sich nun herausgestellt, daß sich die Mischung in einem Teil der Presse oft im Kreis bewegt und Leerläufe durchmacht und dadurch dile bildung einer gleichmäßig plastifizierten Mischung verhindert.
Zur Abhilfe hat man deshalb Spindeipressen entwickelt, bei denen sich die Spindel in einer die Spindel eng umschließenden Kammer dreht. Diese Ausführung vermeidet zwar das Mitlaufen der plastischen Masse mit den Schneckenwindungen der Spindel und damit Leerlauf, sie genügt aber noch nicht zum einwandfreien Vermahlen und Plastifizieren der Massen, wenn inhomogene Mischungen zu verarbeiten sind.
Die Erfindung verbessert die bekannten Spindelpressen mit aufeinander kämmenden Spindeln. Das Gerät hat in an sich bekannterWeise eine Kammer die von zwei sich gegenseitig zum Teil durchdrin- genden Zylindern gebildet wird, die mit ihren Längsachsen parallel zueinander liegen. In jedem Zylinder dreht sich eine Spindel mit einem oder mehreren Längsmessern. Dabei kann sich die erste Spindel gegenüber der zweiten Spindel entbegengesetzt und mit einem Mehrfachen der Geschwindigkeit der zweiten Spindel drehen. Das gleich mäßige Vermahlen wird bei der Spindelpresse gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß ein dicht am Kammereinlaß liegender Teil jeder Spindel Schraubenwindungen, z. B. Schneckenmesser, hat, die aufeinander kämmen und den plastischen Stoff zwischen die Spindellängsmesser pressen,- wobei die Steigung der Schraubenwindungen an der langsam Iaufenden Spindel ein Mehrfaches der Steigung der schraubenwindungen der schnelleren Spindel beträgt. Bei dieser Ausbildung und Bewiegung der Spindeln erfolgt ein besonders gründlicher Stoffaustausch und- eine. gleichmäßige Mischung zu einer einheitlichen Masse.
Die Zeichnung bringt ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung. Dabei zeigt Fig. I einen senkrechten Schnitt durch die Spindelpresse, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Presse nach Fig. 1 zum Teil im Schnitt, Fig. 3 ein Diagramm der aufeinanderfolgenden Winkelstellungen der gegenseitig kämmenden Spindeln während des Arbeitens der Spindelpresse nach Fig. I und 2.
Das Gehäuse 10 hat zwei parallele, sich gegenseitig durchdringende zylindrische Bohrungen I2, 14.
Diese Bohrungen bilden eine Kammer 15 von 8-förmigem Querschnitt. Durch den Füllstutzen Iu am Ende der Kammer 15 führt man die plastische klasse in das Gehäuse 10 ein. Das Gehäuse 10 kann in bekannter Art eine Reihe von Kanälen zur Einleitung von Kühl- oder Wärmemitteln haben.
Koaxial zu den Bohrungen I2, 14 liegt im Gehäuse 10 ein Paar gegenseitig aufeinander kämmender Spindeln 42, 44. Jede Spindel hat Längsmesser a, b und c, d von im wesentlichen gleichem Durchmesser wie die Bohrung und gegenseitig verschiedener Neigung. Die Messer verlaufen schraubenförmig mit einer steilen Steigung um die Spindelachse.
An Stelle von Blattmessern sind unmittelbar unter dem Einfüllstutzen 16 Schneckenmesser benutzt. Dabei haben die Schneckenmesser 47 auf der schnelleren Spindel 42 nur die halbe Steigung der Schneckenmesser 48 auf der langsamen Spindel 44. Die aufeinander kämmenden Schneckenmesser 47 und 48 fördern die plastische Masse vom Einfüllstutzen 16 nach rechts zu den Spindelmessern und schließlich durch den Auslaß 32 hinaus.
Das Gehäuse 10 kann man mit Vorteil mit einer zweiten Kammer 25 unterhalb und parallel zur Kammer I5 versehen. In dieser Kammer 25 bringt man dann einen zweiten Spindelsatz 26 und 28 wie in der ersten Kammer unter. Die Spindeln 26, 218 entsprechen den Spindeln +2, 44, die Steigungswinkel ihrer Messer, und die Lage der schnell laufenden Spindel sind jedoch umgekehrt wie in der ersten Kammer. Zwischen den beiden Kammern liegt eine Trennwand 30. Diese Trennwand hat zur Verbindung der oberen und unteren Kammer eine Öffnung 32, die einerseits den Auslaß der Kammer 15 und andererseits den Einlaß der Kammer 25 bildet. Das Gehäuse 10 hat in diesem Falle in der unteren Kammer noch einen Auslaß 33. Dieser Auslaß 33 liegt zweckmäßig senkrecht unter dem Einlaß I6.
Die beiden Spindeln 42, 44 bzw. 26, 2S drehen sich in verschiedenen Richtungen mit verschiedenen Geschwindigkeiten, wobei wiederum die Geschwindigkeit der schnelleren Spindel ein Mehrfaches der der langsamen Spindel beträgt.
Das Diagramm nach Fig. 3 zeigt die Arbeitsweise der aufeinander kämmen den Spindeln 42, 44.
In der Nullstellung der langsameren Spindel L liegt ihr Messer C zwischen den Messern a und b der schnelleren Spindel S. In der 450-Stellung der langsameren Spindel L-hat sich das Messer b der schnelleren Spindel rasch dem langsam zurücklaufenden Messer c genähert, preßt so die Masse zusammen und schließlich heraus und mischt dabei die Masse am linken Messer mit der MBsise am nächsten Messer.
Bei der go°-Stellung entfernt sich das Messer b der schnellen Spindel S rasch von dem weiter langsam zurücklaufenden Messer c, In dieser Stellung hat die schnellere Spindel S bereits eine Vierteldrehung ausgeführt und überholt nun mit ihrem Messer b das Messer c der langsameren Spindel L.
Bei etwa I350-Drehung (diese Stellung ist nicht besonders gezeigt) ist das schnellere Messer bereits am langsameren Messer d vorbeigelaufen und hat dabei das Material zwischen den beiden Messern abgeschert. In der 1 So0-Stellung -hat die schnelle spindel ihre Messer a, b vertauscht, während die langsame Spindel erst eine Vierteldrehung ausgeführt hat. In der 270°-Stellung überholt das Messer a der schnellen Spindel S das Messer d der langsameren Spindel L, preßt dabei das Material zusammen und erreicht bei 3600 wieder seine Au-sgangsstellung, während die langsame Spindel L gerade ihre beiden Messer vertauscht hat. Dieser Rhythmus wiederholt sich laufend. Hierdurch ergeben sich ständig verschiedene Kombinationen und Wirkungen von Druck-, Preß-, Streck- und Scherkräften, die sich laufend wiederholen.
Die Spindelpresse nach der Erfindung eignet sich besonders zur Mischung von hochviskosen Stoffen. z.R. Polystrol mit Wachsen, Farbstoffen, Füllstoffen od. dgl.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Spindelpresse zum gleichmäßigen Vermafhlen, Plastifizieren und Fördern plastischer Stoffe mit einer Kammer, die von einem Paar sich gegenseitig durchdringender und mit ihren Längsachsen parallel zueinander liegender Zylinder ausgebildet wird, wobei in jedem Zylinder eine Spindel mit einem oder mehreren Längsmessern liegt, und eine Spindel sich entgegengesetzt und mit einer mehrfachen Ge- schwindigkeit gegenüber der zweiten Spindel dreht, dadurch gekennzeichnet, daß ein dicht am Kammereinlaß (I6) liegender Teil jeder Spindel (42, 44) Schraubenwindungen, z. B. Schnekkenmesser (47,48), hat, die aufeinander kämmen und den plastischen Stoff zwischen die Spindellängsmessger (BC) pressen, wobei die Steigung der Schraubenwindungen an der langsam laufenden Spindel (L) ein Mehrfaches der Steigung der Schraubenwindungen an de-r schnelleren Spindel (S) beträgt.
2. Spindelpresse nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Kammer (215) mit Spindeln (26, 28) unmittelbar, aber durch eine Zwischenwand (30) getrennt, unter der ersten Kammer (15) biegt und in der Zwischenwand eine oeffnung zur Überführung der plastischen Masse aus der ersten in die zweite Kammer vorgesehen ist.
3. Spindelpresse nach Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schnellere Spindel (S) in der zweiten Kammer (25) unter der langsameren Spindel (L) der ersten Kammer liegt.

Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 254 o28; USA.-Patentschriften Nr. 2 471 324, 2 496 147, 2 496 625, 2 511 203.