WO2019166125A1 - Verfahren zur herstellung und verarbeitung von polymeren und polymermischungen in einem modular aufgebauten planetwalzenextruder - Google Patents

Verfahren zur herstellung und verarbeitung von polymeren und polymermischungen in einem modular aufgebauten planetwalzenextruder Download PDF

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WO2019166125A1
WO2019166125A1 PCT/EP2019/000046 EP2019000046W WO2019166125A1 WO 2019166125 A1 WO2019166125 A1 WO 2019166125A1 EP 2019000046 W EP2019000046 W EP 2019000046W WO 2019166125 A1 WO2019166125 A1 WO 2019166125A1
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planetary
module
extruder
housing
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PCT/EP2019/000046
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Harald Rust
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Entex Rust & Mitschke Gmbh
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    • B29C48/535—Screws with thread pitch varying along the longitudinal axis
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    • B29C48/565—Screws having projections other than the thread, e.g. pins

Definitions

  • the invention relates to the production and processing of polymers or polymer blends with other materials, in particular other materials with low bulk density by extrusion, wherein the extruder consists of several in the extrusion direction successively arranged supplementarytwalzzene extruder modules.
  • the polymers or polymer mixtures are first in a
  • the other substances may be fillers, aggregates and additives.
  • the fillers, additives and additives can also be classified as follows: organic, natural, synthetic, inorganic.
  • the materials used for the extrusion may be solid and / or liquid and / or gaseous.
  • the solid materials can have very different grain sizes. Depending on the nature of the fillers, aggregates and
  • the invention is based, at least to reduce these difficulties the task.
  • Planetwanzezene extruder modules having a housing with a radially enlarged cavity, so that a larger amount of other substances can be accommodated in the associated planetary roller extruder module.
  • this increases in light other substances (low bulk density substances) the amount of other substances which is incorporated into the melt.
  • magnification can easily be a doubling of light other materials
  • the bulk density is always lower and it is increasingly difficult to incorporate these particles in the melt.
  • These particles are also referred to herein as light particles. This is easily recognizable with millbase recognizable from a grain size of at most 0.5 mm, preferably with a grain size of at most 0.1 mm, even more preferably with a grain size of at most 0.05 mm and most preferably with a grain size of at most 0.01 mm recognizable.
  • the regrind always has a com spectrum. That is, to the regrind of 0.5 mm also includes shares with a smaller Komspektrum.
  • the weight of the starting materials can be used to classify the other substances as light substances.
  • light substances are regarded as substances with a bulk density of less than 0.6 kg per cubic decimeter, in particular with a bulk density of less than 0.4 kg per cubic decimeter.
  • the plastic When extruding PVC, the plastic is used very fine-grained to dust-like as feedstock, cf. DE69318165T2.
  • Improvement of material intake is not limited to light fabrics. An improvement is also recognizable for substances whose compatibility has so far been satisfied.
  • a radially enlarged module according to the invention can advantageously replace a different module of the extruder, without the
  • the invention is not limited to the fact that the entry of other substances is improved on an existing system.
  • the radially enlarged module can also be planned for a new plant.
  • An inventively enlarged module is also suitable for the entries of particulate polymers and polymer blends, when the polymers and polymer blends in a
  • Extruder module be entered, the construction of a
  • Polymers or polymer mixtures fall freely in the particular opening for receiving these particles in the module or with a
  • Stuffing device are pressed into the opening in the module.
  • all known stuffing devices come in
  • the radially enlarged module can be installed at any point of the extruder instead of another module if an entry of particulate materials is desired at that location.
  • Housing bushing be enlarged radially, the planetary spindles and the housing bushing are provided while maintaining the toothing module of the central spindle with larger numbers of teeth.
  • Planetary roller extruder whose planetary spindles for central spindles of a size of at least 120mm have a number of teeth of at least 8, preferably of at least 9, more preferably of at least 10 and most preferably of at least 11. at
  • Planetary roller extruder module whose planetary spindles for central spindles of a size of at most 100mm a number of teeth of
  • the values of the larger size are preferably selected.
  • the larger sizes are preferred because of the larger teeth and their longer service life.
  • the values of the respective smaller size may be chosen for intermediate sizes, if this choice facilitates the manufacture of the module - that for the other substances
  • Planetary roller extruder module whose planetary spindles for central spindles of a size of at most 70mm a number of teeth of at least 6, preferably at least 7, more preferably at least 8 and most preferably at least 9. The bigger ones
  • the values of the respective smaller size may be chosen for intermediate sizes, if this choice facilitates the manufacture of the module.
  • Planetary roller extruder module directly mesh the planetary spindles of larger size with the central spindle of the smaller size or comb with an internally and externally toothed sleeve, which on the
  • a housing and a socket of a larger size can be used with other toothing module and
  • the planetary spindles are radially enlarged while maintaining the gearing module of the socket and
  • Planetary roller extruder module the central spindle and / or the
  • Planetary spindles and / or the socket are selected from the following series:
  • BG sizes are in standard design and are referred to with SBG sizes in heavy design and the
  • toothing module Internal toothing of the socket or the internal toothing of the housing and SVM called the toothing module.
  • Extruder module is provided to a downstream extruder module towards the outlet side with a tapered opening.
  • -that one of the planetary spindles is designed as a cleaner.
  • -that serving as Putzer planetary spindle consists of two parts, wherein the one part engages with a central pin in a bore of the other part and wherein there is a spring in the bore.
  • the adapter is used between the invention radially enlarged module and an upstream, smaller diameter module and / or a downstream, smaller diameter module -that a one-piece or multi-piece adapter is used.
  • Extruder section housings arranged adapter is provided.
  • the adapter comprises at least the smaller housing on the outside.
  • Thrust ring and / or a ring for measuring points and / or a centering forms are provided.
  • -that transport spindles are provided as planetary spindles.
  • Inlet opening protrude in the planned for the task of other materials planetary roller extruder module.
  • transport spindles are less tooth-reduced towards the exit-side end than towards the inlet-side end.
  • the transport spindles have at least one step, each step including a change of the gearing.
  • spindles are found in the planetary roller extruder module at the exit end, because all spindles with their exit end to a common
  • the polymers or polymer blends may be thermoplastic.
  • thermoplastics also called thermoplastics
  • plastics such as
  • thermoplastics are easy to extrude.
  • thermoplastics thermoelastic materials are to be distinguished. But also thermoelastic feedstocks can be with
  • Thermoelastic materials can also be processed in the extruder.
  • nozzles for shaping are suitable nozzles from which the material emerges in a desired strand shape, but also other forms that are filled again successively or after emptying and allow complicated workpiece shapes.
  • the temperature of the material to be treated can be adjusted very well because the material to be treated is rolled over a large area and in a thin layer.
  • the planetary roller extruder acts as a large-area heat exchanger.
  • an extruder section / module is preferred for the entries of the feedstock, which is designed in the manner of a single-screw extruder.
  • the invention addresses the planetary roller extruder modules for the input of the feedstock.
  • Planetary roller extruders consist of several parts, namely a revolving central spindle, a housing surrounding the central spindle at a distance housing with an internal toothing and planetary spindles, which in the cavity between the central spindle and internally toothed housing such as planets around the
  • Circulating central spindle As far as is spoken below of an internal toothing of the housing, so also includes a multi-part housing with a socket, which forms the internal toothing of the housing.
  • a multi-part housing with a socket, which forms the internal toothing of the housing.
  • the Planetary roller extruders comb the planetary spindles with both the
  • EP1078968A1 EP1067352A, EP854178A1, JP3017176, JP11080690,
  • the contemporary toothing of Planetwalzenextrudem is usually an involute toothing.
  • the involute toothing used usually has a 45 degree skew of the teeth.
  • the tooth size is determined by the so-called tooth module.
  • the rotating planetary spindles slide in the conveying direction of a
  • the kneading action in the planetary roller extruder can be influenced by different numbers and / or different design of the planetary spindles.
  • the number of planetary spindles is preferably at least 5, preferably at least 6.
  • the planetary spindles can be designed, for example, as normal spindles, as hedgehog spindles or nubble spindles as well as transport spindles, as described in DE 10 2004 048 440 or in US Pat. No. 7,447,616.
  • Standard spindles has a constant from one end to the other end of the same toothing. In the circumferential direction are several teeth
  • the hedgehog spindle builds on the standard spindle. At intervals in the hedgehog spindles annular circumferential recesses are incorporated into the toothing, so that in a lateral view of a spindle a
  • the knob spindle also builds on a standard spindle. However, the spindle is provided after the normal toothing with an opposite toothing, which crosses the normal toothing. That is, in the teeth of the normal teeth are cut with the opposing teeth gaps of specific shape and sequence. The teeth remaining from the normal teeth show a knobbed shape. The gaps reduce the conveying effect of the planetary spindles, while the kneading effect increases.
  • the kneading process differs with the nubs of the
  • Each planetary roller extruder has a maximum planetary spindle stock.
  • Extruder section is, it is the toothing module to a shape of the teeth and the tooth spaces determining
  • Transport spindles reduce the energy input into the feedstock in the extruder. Preferably, compared to the maximum
  • Planetspindelbesatz at least a reduction of the planetary spindle number by one, optionally also provided by at least 2 or at least three.
  • the planetary roller extruder is for the desired temperature of the
  • the housing has a socket on the inside in a known manner, the central spindle side with the is described internal teeth provided and is provided on the outside with a same normal toothing or other teeth.
  • the bush is preferably shrunk into the housing. To do this, the bushing is cooled so that the diameter decreases sufficiently to enter the housing
  • the sleeve expands and the socket sits firmly in the housing.
  • the housing can also be shrunk onto the socket. Then the housing is heated and expands the housing so that the socket can be pushed into the housing. After cooling, the housing encloses the socket firmly.
  • the housing closes the corridors of the external toothing on the
  • the channels are preferably interconnected by an annular channel at the housing ends.
  • the one annular channel is provided on the inlet side and connected to a supply line.
  • the other channel is provided on the outlet side and connected to a drain line. Both lines are part of a temperature control.
  • the tempering agent is preferably water, for higher temperatures oil.
  • the tempering agent is pumped through the channels.
  • the extruders are made of mutually aligned
  • Each module has its own housing and planetary spindles and its own stop ring.
  • a common central spindle is provided for all mutually aligned modules / sections.
  • the modules / sections have a total or partial length of 400 to 800mm. By smaller lengths of each or all Modules / sections can adapt to different
  • the temperature control on a longer extruder module can also be subdivided into different sections which lie one behind the other in the axial direction.
  • module lengths of more than 1000 mm, for example 1400 mm, can also be used.
  • the residence time of the extrusion material / feed material in the extruder can extend and result in a larger extruder length.
  • the modular design opens up the possibility of changing the kneading effect on the planetary roller extruder by changing the toothing or by installing modules with different toothing.
  • Hedgehog spindles and / or combined with transport spindles are Hedgehog spindles and / or combined with transport spindles.
  • Hedgehog spindles and standard spindles deviate from it. If it turns out that the cycle time is too long in the above sense, single or multiple stud spindles can be exchanged for hedgehog spindles or standard spindles. Optionally also find to shorten the transit time
  • the transport spindles also build on the normal spindles. In this case, after the normal teeth of a spindle single or multiple teeth
  • the torque is generated by a drive motor and transmitted via a transmission to the central spindle.
  • a planetary roller extruder module with a special one intended for receiving feed material is used
  • Particle flow center from the center of the module may be referred to as an offset.
  • the offset takes place in the direction of rotation of the central spindle of
  • the center axis of the material supply runs at a distance past the central axis of the filling part in planetary roller extruder design.
  • the distance / offset is greater than a quarter of
  • the distance / offset is greater than half the root diameter of the central spindle toothing. Most preferably, the distance (offset less than half the root circle of the toothing in the extruder housing or the
  • the diameter of the material supply is smaller than the diameter of the root circle of the internal toothing of the extruder housing or of the internal toothing of the bushing in the housing.
  • a transition is in the transition from the material supply to the housing of the planetary roller extruder
  • Planetary gear extruder belonging planetary spindles is, preferably at most equal to half the diameter of the associated planetary spindles and most preferably equal to a quarter of the diameter of the associated
  • the planetary roller center axis preferably has an angle of at least 30 degrees, more preferably an angle of at least 45 degrees, and most preferably an angle of at least 60 degrees.
  • the collection effect of the transport spindles can be supplemented by a flattening of the housing internal teeth / internal teeth of the housing bushing.
  • the flattening but also has independent of the use of planetary spindles advantages, at least in part as
  • Transport spindles are formed.
  • the flattening takes place in the area which adjoins the inlet opening in the direction of rotation of the central spindle.
  • the support which is partially removed by the flattening, has the planetary spindles have no effect on the planetary spindles.
  • Planet spindles are held at their ends sufficiently between the central spindle and the housing internal teeth / internal teeth of the housing bush, because the internal teeth there has full teeth. The resulting from the omitted support additional bending load of the planetary spindles is supported by conventional planetary spindles readily.
  • the flattening can take place into the tooth base.
  • a reduction of the tooth height by a maximum of 90%, more preferably by a maximum of 80%.
  • the flattened teeth can be provided with new, less inclined tooth flanks, so that new teeth arise there with a preferably rounded new tooth head, so that displaced from the previous tooth base feed everything the new
  • Such tooth changes can be produced on the teeth, inter alia, with electrically operated EDM devices.
  • EDM devices For the internal teeth erosion is of particular advantage.
  • the flattening occurs normally toothed housings or housing sockets with a special electrode instead. This is more economical for small quantities than that
  • Power is applied to the work piece so that sparks exit the case and material liquefies on the surface and is carried away by the sparks.
  • the described spatial enlargement by flattening of the internal toothing is dependent on the extent to which the flattening extends in the direction of rotation of the central spindle and to what extent the flattening extends in the axial direction of the central spindle.
  • the extent of the flattening is at least 1/10, more preferably at least 1/5, and most preferably at least V2 of the circumference of the pitch circle of the housing internal toothing.
  • the extent of the flattening in the axial direction of the central spindle is referred to as width.
  • the width is at most 30% larger or smaller than that Opening width of Einlaufoffhung, preferably at most 20% greater or smaller than the opening width of the inlet opening and even more preferably at most 10% larger or smaller than the opening width of the inlet opening. Most preferably, the width of the flat is equal to the opening of the inlet.
  • a Stopftechnik is additionally provided, which is the to
  • Devulcanizing provided particles between the planetary spindles of the
  • the stuffing machine may be a conventional stuffing machine.
  • Such conventional stuffing machines optionally have a vertical axis therewith
  • the Stopfwerk can also be designed in the manner of an extruder screw and have a screw with significantly greater conveying effect than conventional stuffing machines.
  • the stuffing screw / Stopftechnik is used, if that for the extruder
  • the stuffing screw / stuffing unit forces the feed material into the inlet opening of the extruder.
  • the standard toothing gives the planetary spindles the greatest hold between the central spindle and the housing.
  • the planetary roller extruder can be used to process, for example: Acrylonitrile (ABAK), Acrylnitil / Budadien / Styrol (ABS), ABS with
  • ABS + PC Polycarbonate
  • ACM acrylate rubber
  • AEPCMS ethylene acrylic rubber
  • AES acrylonitrile / ethylene propylene diene / styrene
  • AFMU nitroso rubber
  • AMAK acrylonitrile methacrylate
  • Methyl methacrylate AMMA
  • APE-CS Polyethylene / Sstryrene
  • ASA Acylnitile / Styrene / Acrylic Ester
  • TPE Basic Aliphatic Polyurethane
  • AU Benzyl Cellulose
  • BC Butadiene Rubber
  • CA Cellulose Acetate
  • CAB Cellulose Acetobutyrate
  • CAP Cellulose Acetopropionate
  • CF Cresol Formaldehyde
  • CSH Hydrated Cellulose
  • CSH Chlorinated PE Rubber
  • CM Carboxymethyl Cellulose
  • CMC Carboxymethyl Cellulose
  • CPL Cellulose propionate
  • CR chloroprene rubber
  • CS casein plastics
  • CSF casein-formaldehyde
  • Chlorosulfonated PE (rubber) (CSM), cellulose triacetate (1CTA), dicyclopentadiene (DCP), ethylene / methacrylic acid (EAA), ethylene-vinyl acetate rubber (EAM), ethylene / butyl acrylate (EBA),
  • Ethyl cellulose EC
  • EB ethylene copolymer bitumen blend
  • ECD Epicchlorohydrin rubber
  • ECTFE ethylene / chlorotrifluoroethylene
  • EAA ethylene / ethyl acrylate
  • EIM polyethylene ionomers
  • Ethylene / methacrylic acid EMAK
  • EML exo-methylene latency
  • Ethylidene norbornene (EN), ethylene acrylonitrile rubber (ENM),
  • Epoxidized Natural Rubber ERR
  • Ethylene / Propylene EP
  • Epoxy Resins Polyaddition Resins
  • EP Ethylene / Propylene / (Diene) / Rubbers
  • EP (D) M Epichlorohydrin Rubber
  • ETER Ethylene / T etrafluoroethylene
  • EU polyether
  • EU ethylene / vinyl acetate
  • EVAL Ethylene / vinyl alcohol
  • EVAL EVAL
  • Ethylene / vinyl acetate + polyvinylidene chloride (EVAPVDC)
  • Ethylene / vinyl alcohol EVAL (EVOH)
  • Tatrafluoroethylene / hexafluoropropylene FEP
  • furan / formaldehyde FF
  • perfluororubber FFKM
  • fluorine rubber FKM
  • Propylene / tetrafluoroethylene rubber Phosphazene rubber with fluoroalkyl or fluoroalkyl groups (FZ), propylene oxide rubber (GPO), eloquated butyl rubber (HIIR), hydrogenated NBR rubber HNBR), higher alpha olefins (HOA ), Pyrrons, plycyclones, ladder polymers (HAT-P), polycyclones, ladder polymers (HT-PP),
  • IIR isoprene rubber
  • IR isoprene rubber
  • KWH hydrocarbon resin
  • LCP liquid Christal polymers
  • Methyl / phenyl / silicone rubber (MPQ), methyl methacrylate / exo-methylene lactone (MMAEML), melamine / phenol-formaldehyde (MPF), methyl / silicone rubber (MQ), alpha-methylstyrene (MS),
  • MVFQ Melamine / ureaZPhenol / formaldehyde
  • PAN polyacrylonitrile
  • PB polybutene-I
  • PBA polybutyl acrylate
  • Triazine polymer PBI
  • polybismaleimide PBMI
  • Polybutylene terephthalate PBT
  • PC polycarbonate
  • ABS or AES ABS or AES
  • ASA polycarbonate
  • PCPO 3-bis-chloromethylpropylene oxide
  • PCT Polycyclohexane dimethyl terephthalate
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • PDAP polydiallyl phthalate
  • PDCPD polydicyclopentadiene
  • PE polyethylene
  • PET polyester amide
  • PET polyester carbonate
  • PEK Polyetherketone
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PEOX polythylene oxide
  • PES polyethersulfone
  • PETI polyesterimide
  • PET Polyethylene terephathalate
  • MBS Polyethylene terephathalate
  • PBT Polyethylene terephathalate
  • PMMA Polymethyl methacrylate
  • PSU Polyethylene terephathalate
  • PF phenol / formaldehyde
  • PFMT Polyperfluorotrimethyltriazine rubber
  • PFTEAF PTFE copolymer
  • PHA polyhydroxyalkaline
  • PFIBA polyhydroxybenzoate
  • PI polyimide imide
  • PIB polyisobutylene
  • PISO polyimide sulfone
  • PK Aliphatic polyketone
  • PPA polylactide
  • PMA polymethylacrylate
  • PMI polymethacrylimide
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PMMI polyacrylic ester imide
  • PMP poly-4-methylpentene-1
  • PMS poly-alpha methylstyrene
  • PNF Fluoro / phosphazene rubber
  • PNR Fluoro / phosphazene rubber
  • PNF polynorbomene rubber
  • PO polyolefins, polyolefin derivatives and polyolefin copolymers
  • PO poly-p-hydroxy-benzoate
  • POM polyoxymethylene
  • POM polyphthalate
  • Polydphenyloxide pyrronellithimide U (PPI), polyparamethylstyrene (PPMS), polyphenylene oxide (PPO), polypropylene oxide (PPOX), poly-p-phenylene (PPP), polyphenylene sulfide (PPS), polyphenylene sulfone (PPSU), poly-m-phenylene / terephthalamide (PPTA) , Polyphenylvinyl (PPV), polypyrrole (PPY), polystyrene (PS), PS with PC or PE or PPE, polysaccharides (PSAC), polysulfones (PSU), polytetrafluoroethylene (PTFE), Polytetrahydrofuran (PTHF), polybutylene terephthalate (PTMT), polyester (PTP), polytrimethyl terephthalate (PTT), polyurethane (PUR),
  • PPI Polydphenyloxide pyrronellithimide U
  • PPMS polyparamethyl
  • Polyvinyl acetate PVAC
  • PVAL polyvinyl alcohol
  • PVB polyvinyl butyral
  • PVBE polyvinyl isobutyl ether
  • PVC polyvinyl chloride
  • PVDC Polyvinylidene chloride
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • Polyvinyl fluoride PVF
  • PVFM polyvinylformal
  • PVK polyvinylcarbazole
  • PVME polyvinylmethylether
  • PVZFI polyvinylcyclohexane
  • RF resorcinol / formaldehyde
  • SAN styrene / acrylonitrile
  • SB styrene / butadiene
  • Styrene / butadiene / methyl methacrylate SBMMA
  • SBMMA styrene / butadiene rubber
  • SBR styrene / butadiene rubber
  • SBS styrene-ethenebutene / styrene
  • SEPDM styrene-ethenebutene / styrene
  • SEPDM styrene / ethylene / propylene / diene rubber
  • silicone SI
  • styrene / isoprene / maleic anhydride SIMA
  • SIR isoprene / styrene rubber
  • SIS styrene / isoprene / styrene
  • SAM Styrene / maleic anhydride
  • SMAB Styrene / maleic anhydride / butadiene
  • SMMA styrene / methyl methacrylate
  • SMS styrene-alpha-methylstyrene
  • SP polyester
  • TFE Thiocarbonyl difluoride copolymer rubber
  • TPE with EPDM + PP or PBBS + PP
  • Thermoplastic starch TPS
  • urea / formaldehyde UF
  • PCT / EP2013 / 000132 describes a planetary roller extruder module into which the feedstock is filled.
  • the planetary spindles are at least partially formed in the inlet opening as transport spindles.
  • the so-called transport spindles occur when at least one tooth is removed on at least one normally toothed planetary spindle.
  • teeth will be added. But not all teeth are removed. Preferably, at least each 3 remain evenly on the circumference of the planetary spindles. It can also be every fourth or every third or every second Tooth are removed. It can also be removed all teeth except for one tooth.
  • the teeth are preferably evenly distributed around the circumference of the spindles.
  • the removal of the teeth is preferably carried out to the tooth base. It is also conceivable beyond
  • the transport spindles are made from the beginning to form in the shape that results when single or multiple teeth are removed on standard spindles.
  • Planetary roller extruder section / module better absorb running material.
  • the number of remaining teeth of the transport spindles is optionally at most 4, preferably 3, more preferably 2 and most preferably 1.
  • the "full or partial" formation of the planetary spindles as transport spindles means that
  • gearing is called for example: normal gearing or
  • Hedgehog teeth or knob spindles The hedgehog gearing and / or the Knob toothing are on the in the conveying direction of the hedgehog gearing and / or the Knob toothing are on the in the conveying direction of the hedgehog gearing and / or the Knob toothing are on the in the conveying direction of the hedgehog gearing and / or the Knob toothing are on the in the conveying direction of the hedgehog gearing and / or the Knob toothing are on the in the conveying direction of the
  • the number of teeth on the transport spindles is preferably selected so that at least within 10 revolutions of the planetary spindles to the
  • Central spindle toothing and a tooth engages in each tooth gap of the internal toothing of the surrounding housing. Preferably, this is done
  • the tooth engagement can for example be controlled / designed by a molten, room temperature, colored material with sufficient adhesion to planetary spindles, central spindle and internal teeth of the
  • Housing is lubricated in the tooth gaps. Then it can be clarified, after how many revolutions of the planetary spindles around the central spindle a desired tooth engagement is done. This happens, for example, after one round or 4 rounds or 7 rounds or 10 rounds of
  • the above control / design can be the central spindle of the filling part of Hand slightly turned when the filling part of the rest
  • Central spindle can be simulated with a sample of the central spindle.
  • Circumferential number of planetary spindles is achieved around the central spindle, the planetary spindles can be replaced with other planetary spindles or additional planetary spindles are used.
  • the other planetary spindles can have more teeth as transport spindles and / or have differently arranged teeth.
  • an engagement in each tooth space on the central spindle and the internally toothed housing is achieved around the central spindle.
  • Modern planetary roller extruders have a temperature control.
  • the temperature already sets at the inlet opening for the feedstock.
  • Feedstock has.
  • the short tempering section can be less than or equal to 0.5 D, where D is the pitch circle diameter of the internal toothing of the housing of the planetary roller extruder module. The longer the
  • Planetary roller extruder modules are, the greater the advantage of different Temperianssabroughe.
  • a partial temperature control is preferably provided in which the first temperature control section in the conveying direction has a significantly shorter length than a section following in the extrusion direction.
  • Each temperature control section is with a guide for the
  • temperaric planetary roller extruder sections / modules There, cooling / heating channels are incorporated in the housing on the housing inner surface and / or on the socket outer surface cooling / heating channels prior to installation of the inner toothing bearing bushing.
  • the channels run on the
  • Inner surface of the housing and / or on the outer surface of the seated in the housing socket such as threads. At one end of the threads enters the tempering and at the other end again.
  • the channels are closed by the socket during their installation.
  • Cooling / heating channels lead holes in the housing shell. To the holes supply lines / leads for the tempering are connected.
  • the tempering agent is mostly water, at higher temperatures also oil.
  • the temperature control comes from an outside of the plant standing heating / cooling unit in which it is brought to the desired temperature and fed to the associated Temper michsabêt.
  • Temperianssabites emits the tempering as needed heat or takes the tempering on heat as needed.
  • the emerging tempering is the outside of the plant standing
  • Heating / cooling unit then fed again for re-loading with heat or for cooling.
  • the same planetary roller extruder modules also have considerable advantages for elastomers and the like.
  • the elastomers have a significant importance in the economy / technology. Wherever plastic is to undergo a particularly strong deformation and should nevertheless return to its original shape after relieving it, rubber-elastic is produced via elastomers (elastics) and the like
  • Plastics (rubber) thought. Plastics are made of large ones
  • the high elasticity of the elastomers is given by a phenomenon in the behavior of the molecular chains.
  • the molecular chains arrange differently, preferably in parallel, and stretch the molecular chains.
  • the prerequisite for the desired deformation is that the molecular chains do not slide against each other. This is achieved by networking the molecular chains.
  • the degree of crosslinking influences the deformation. Low crosslinking creates a soft plastic. Strong networking creates a hard plastic.
  • crosslinking agents There are different cross-linking agents. Depending on the plastic, a selection of crosslinking agents takes place. Sulfur is one of the commonly used crosslinking agents. Sulfur occurs with appropriate heating of the plastic as crosslinking effect. Other crosslinking agents do not depend on heat effect or can the
  • the elastomers include, for example
  • NBR Acrylonitrile butadiene rubber
  • Ethylene-ethyl acrylate copolymer E / EA
  • Ethylene-propylene copolymer EPM
  • EPDM Ethylene-propylene-diene rubber
  • EVA Ethylene vinyl acetate
  • SBR Styrene butadiene rubber
  • SBS Styrene-butadiene-styrene
  • Thermoplastic polyurethane (TPU or TPE-U)
  • Vinyl chloride / ethylene (VC / E)
  • V inyl chloride / ethylene / methacrylate lat V C / E / MA
  • Planetary roller extruder module can be reduced by the sticking and caking in the filling part to be feared difficulties, partly avoided.
  • the adhesive processing in the extruder can be substantially facilitated.
  • the heat-sensitive base mix contains lecithin, plasticizers, syrups, sugars, oils, fragrances and elastomers. Among them are strongly adhesive and caking-prone ingredients.
  • planetary roller extruder module according to the invention be provided with a different toothing, so that the planetary spindles have a tooth change over its length, that is, change from one toothing to another toothing.
  • the toothing of the planetary spindles is usually milled. With modern milling tools the tooth change is possible. It can be
  • a slow transition from a toothing to a normal toothing described above arises in the application of a milling cutter, for example, by the fact that the cutter used for the subsequent Zahnentfemung is slowly moved out of the material of the planetary spindle.
  • a planetary roller extruder module according to the invention can also be used in combination with further processing of the extrusion material in a single-screw extruder or a twin-screw extruder.
  • Natural fillers may be, for example:
  • Silicates (clay, loam, talc, mica, kaolin, Neuburg Siliceous Earth),
  • Carbonates / sulphates (chalk, dolomite, barite), Oxides / hydroxides (quartz flours, crystalline silicic acid, aluminum / magnesium hydroxides, magnesium, zinc or calcium oxides).
  • Synthetic fillers may be, for example:
  • Silicates, oxides and hydroxides Sica, chalk, aluminum and
  • the fillers are mostly used in finely ground applications. But it can also give a fine-grained consistency by synthetic production of fillers.
  • Other fine-grained substances are processed in the extruder. These include, for example, color pigments. Color pigments are usually mixed with other substances.
  • This material can also be processed, which may not be brought together in mixture or must be brought into succession and possibly in temporal distance in mixture.
  • materials that are difficult to process for example, solids with a tendency to stick and caking or solids that tend to segregate,
  • Such additives may, for example, be crosslinking agents which are introduced into the extruder during the production of polyacrylate adhesives, cf. DE10200601 1113 A1.
  • Such supplements may also be solid, powdery or dusty
  • Such additives may also be powdered or powdered colored pigments.
  • These color pigments may consist of, for example, titanium dioxide, zinc oxide, carbon black, yellow oxide, brown oxide, tin oxide, calcined or unburned senna or umbrella, chrome oxide green, ultramarine green, cadmium.
  • fillers are often fed into the extruder in powder or dust form. This applies, for example, to chalk / talc, cf.
  • a drop in the extruder performance can be at least reduced because the filling parts according to the invention can accommodate more light substances or more dusty substances due to their larger void volume.
  • the radial magnification is suitable both for the new building as well as for the conversion of an existing extrusion plant into consideration.
  • Planetary roller extruder sections / modules usually all have the same outer diameter, has an inventive modification of as
  • Planetary Roller Extruder module / section is also apparent the size difference to usual other extruder sections.
  • the radial magnification according to the invention is more common in particular on the size ratios of the planetary spindles in the application
  • Tooth modules recognizable.
  • the tooth modules determine the dimensions of the teeth with a toothing. This also applies to the preferred involute helical gearing with a 45-degree inclination of the oblique course to the longitudinal axis of the toothed spindles.
  • the radial enlargement of the cavity of the filling part according to the invention during a conversion makes it possible to retain on the central spindle, which until then was provided in the extruder, which extends through all
  • Extruder section / module are kept unchanged on the previous list of extruder and on upstream and downstream facilities.
  • Gear module could be chosen freely. However, in order to come to standardized gear tools, the
  • the housing surrounding the rotating planetary spindles is in the
  • Adjustment of its internal teeth or the adaptation of the internal teeth of its sleeve to the rotating planetary spindles also larger, but the tooth module can remain the same.
  • the dimensions of the teeth are determined by the pitch circle diameter and the tooth modulus.
  • the enlargement of the planetary spindles is dependent on a given toothing module that an integer number of teeth on the planetary spindle circumference as well as in the internal toothing of the housing or the housing socket is formed.
  • Veriereungsmodul also specified the number of teeth.
  • BG normal design
  • SBG heavy version
  • SVM standard gear modules
  • SZZ standard numbers of teeth
  • MVG Magnification (hereafter referred to as MVG), the preferred minimum number of teeth (hereinafter referred to as BMVG), the more preferred minimum number of teeth
  • WBMVG WBMVG
  • HBMVG most preferred minimum number of teeth
  • Planetwarenzene extruder module and the central spindle with housings / sockets and planetary spindles are combined, if the central spindle has a different tooth module than the housing / bushing and the planetary spindles. This is possible with an internally and externally toothed sleeve, which can be screwed onto the central spindle and can mesh with the planetary spindles on the outside.
  • the large cavity of the invention fills
  • Extrusion material / feedstock This also applies to normal extruded material, which can also be registered with the measures described above. That is, the invention is also advantageous for other extrusion material / feed as a lightweight extrusion material. The invention is also advantageous when the above-described
  • Planetary roller extruder module still greater than the capacity in a conventional planetary roller extruder module, in which the
  • the transport spindles are also part of the reduced-tooth category
  • the elaboration of teeth is different, for example, more inlet side than outlet side.
  • tooth-reduced area is referred to as level, the planetary spindles as stepped spindles.
  • the planetary spindles become with the more tooth-reduced area on the inlet side and with the less tooth-reduced area
  • Planet spindles is based on the pitch diameter in a full gear - regardless of a subsequent tooth reduction or other planetary spindle manufacturing, which leads to the same result.
  • the tooth reduction over the length of the planetary spindles in the planetary roller extruder module designed as a filling part is preferably different.
  • the tooth reduction can be strongest. Even more preferably, the tooth reduction on the planetary spindles on the outlet side is the lowest, possibly there is no tooth reduction provided.
  • the lower outlet-side tooth reduction or the normal toothing at the outlet end increases the conveying action of the planetary spindles.
  • the shorter planetary spindles are then evenly distributed between the long transport spindles and narrow the foul space of the outlet side
  • the shorter normal spindles are arranged evenly distributed between the transport spindles.
  • Planetary roller extruder modules / sections pass.
  • the outlet side / outlet side is the end of the extruder where the processed extruded material exits the extruder.
  • the inlet side / inlet side is the exit end opposite end where the extrusion material / feed into the extruder
  • the planetary spindles present in the planetary roller extruder module are referred to as planetary spindle stocking.
  • the planetary spindles can also be stepped several times. This can be done, for example, with different lengths of the additional shorter planetary spindles and / or by partial or different tooth reduction of
  • the additional planetary spindles range according to the invention at most up to the filling opening in the extruder shell / housing of the filling.
  • the shorter planetary spindles only have a length which is smaller than half the length of the transport spindles, which extend beyond the feed opening of the planetary roller extruder module.
  • the length of the planetary spindles used in addition to increasing the conveying action is selected as a function of the degree of filling of the cavity formed by the planetary roller extruder module according to the invention, in such a way that the additional planetary spindles during the
  • the invention also includes a radial enlargement of the planetary roller extruder module
  • Existing housings and sockets may come from spare parts inventory or have larger sizes from an existing series.
  • planetary spindles are used, which compared to the
  • Planet spindles are larger in diameter, which belong to the size of the selected housing and socket.
  • the sleeve with its external teeth can correspond / mesh with the external teeth of the planetary spindles.
  • the lower RPM and lower RPM are less expensive for light extrusion material / feed than high RPM and high RPM, because light extruder material / feed is much more fluidized by faster rotating and faster rotating planetary spindles than slower rotating and slower spins
  • the low speed causes a lower shear of the material For many plastics, this is a great advantage.
  • the low circulation speed also reduces wear.
  • the larger diameter planetary spindles become more stable.
  • the increased wear resistance of the planetary spindles is important regardless of the filling process for all extruders, in the feed with high
  • Wear effect is processed. This is for example in the processing of waste rubber in the planetary roller extruder for the purpose of devulcanization of the case.
  • Screws are the holes in the mounting flanges of the adjacent
  • Mounting flanges of the larger housing with the mounting flanges of the adjacent extruder sections / modules provide an adapter.
  • Adapter preferably has a ring shape and is inserted between the flanges.
  • the adapter has matching pads for the relevant
  • Pad has a recess, so the annular adapter on its connection surface on a matching projection.
  • the protrusions are cylindrical and the recesses are of mirror-image form. It's easy to make.
  • the projections and Recesses cause an advantageous centering of the
  • the protrusions are cylindrical and the recesses require the cylindrical protrusions with less clearance than required for a centering ring.
  • Section / module can not be easily installed in the existing gap between the flanges, the gap can be in the case of a
  • annular adapter can also initially be attached to one of the associated ones
  • the adapter consists of various elbows, which on the
  • the subsequent extruder module connects and itself tapers in the transition to the inlet opening / inlet opening of the subsequent planetary roller extruder module of smaller size, so that dead spaces are avoided, in which material can remain uncontrolled.
  • the adapter may be different on its own or with other parts
  • Housing at least the same starting material as for another, larger, but still common planetary roller extruder size can be selected.
  • the housing resulting from the enlargement and the associated socket are preferably also tubular (only with larger dimensions) formed as the housing of the adjacent
  • the tubular housing preferably also has outwardly disposed flanges for connection to housings of adjacent ones
  • the belonging to the larger housing larger socket is equally provided with the internal teeth and the outside incorporated cooling channels.
  • the larger case / socket design can also be similar
  • an adapter preferably an adapter, can be used to connect a flange seated on the outside of a larger housing according to the invention to the mounting flange of an adjacent, smaller extruder module
  • the adapter is either previously bolted to the flange of the larger housing to be subsequently bolted to the smaller housing flange of the adjacent extruder section / module.
  • the outlet side adapter forms at the same time
  • the inlet side adapter can optionally at the same time
  • Extruder module form a seat and / or abutment for a local other ring construction -all or together with other parts that form there other ring construction
  • this planetary spindle is then at least two
  • the plate spring is designed so that it is the inlet-side planetary spindle section with the opposite
  • Planetspindle the exhaust openings in the front wall at each circulation freely.
  • the disc springs give the planetary spindles which slide at both ends in the housing the possibility of adapting to a stretch and a contraction of the construction.
  • a further task of the adapter can be the formation of a
  • an at least two-part adapter is provided for this purpose, from the parts of which a channel for a temperature control (cooling / heating) is enclosed.
  • the composition of several parts results in production advantages and cleaning advantages.
  • the channel is also provided with a connection for a conduit for discharging the resulting gas.
  • Such channels may be circular and of different diameter such that the one circular duct for the gas vent and the adjacent (inside or outside circular duct) may be used for cooling.
  • Meandering does not take place in the usual form on a straight line, but on a ring surface, so that the two adjacent channels change their direction together from
  • the holes are used to screw in probes.
  • the measurement errors can be measured indirectly via an intermediate membrane.
  • an immediate one Measurement provided, in which the sensors protrude directly into the medium to be measured.
  • the material thicknesses at the bushing in the deepest between the extending in the radial direction webs in the sizes of 70 to 280mm over the specified limits can be reduced by at least 25%, with the sizes up to 180mm even reduced by at least 40%.
  • Dosing line in the feeder 2 is a single-screw
  • the dosage 8 is filled in a manner not shown with a granule.
  • the granulate is a compound consisting of 40Gew% polyethylene and
  • The% by weight refers to the entire feedstock.
  • the chalk is a finely ground filler.
  • the Shares will be adjusted differently as needed. That happens through
  • the granules pass from the dosage 8 in the feeder 2 and is conveyed from there in the extrusion direction.
  • the extrusion direction has in the drawing from left to right.
  • the feeder 2 is designed in modular design. This module has the construction of a planetary roller extruder.
  • Heating is done by the deformation work in the feeder 2 and by supplying heat by means of a heating-cooling circuit 15.
  • the heating-cooling circuit 15 cooperates with the housing shell of the module.
  • the extrusion material passes in the embodiment with preheat in the next extruder section / module 3.1.
  • the extruder section / module 3.1 is closed by extruder sections / modules 3.2 and 3.3.4.
  • Modules 3.1 to 4 also have the design of planetary roller extras.
  • the modules 2, 3.1, 3.2 and 3.3, 4 have matched housing and not shown flanges, where they are connected to each other. The connection is a screw connection.
  • the material to be extruded between the rotating planetary spindles, the central spindle and the internally toothed extruder housing is kneaded many times, so that ever new surfaces form, which in case of necessary heating as well as in the case of necessary cooling Heat transfer can be used.
  • the forming surfaces are used to dissipate excess heat. The heating creates melt.
  • the precise temperature of the modules 3.1, 3.2 and 3.3 and 4 takes place with heating cooling circuits 16, 17, 19, 20.
  • the melt is heated to 220 degrees Celsius and maintained.
  • liquid Additeve is provided in the embodiment for the processing of the melt.
  • the liquid is added via an injection ring 21.
  • the injection ring 21 is provided between the modules 3.1 and 3.2.
  • the injection ring 21 is connected via a line to a pump and a reservoir.
  • the injection ring 21 at the same time forms the thrust ring for the
  • Pressure gauges and temperature gauges sit. These devices are integrated in the control of the heating and cooling circuits.
  • start-up rings 22 and 23 are provided with which can be carried out pressure measurements and temperature measurements as on the module 3.1.
  • the PE melt is made with the temperature of 220 degrees Celsius out of the
  • the module 4 is provided on the outlet side with a nozzle 24.
  • the nozzle 24 are not shown in the form
  • Fig.l also shows a schematic application of the invention.
  • a dashed line shown filling part 2.1 is provided which has a radially enlarged cavity relative to the filling part 2.
  • At constant central spindle expresses the Cavity enlargement in an increase in the diameter of the
  • Planetary roller extruder module that forms the filler.
  • Fig. 3 shows schematically conventional planetary spindles 321 for
  • the flights are shown in the drawing by oblique to the spindle axis extending lines.
  • the worm threads run in the right side view from the right, clockwise.
  • the screws have a toothing on the outside.
  • the corresponding mirror-image toothing is found on the central spindle of the planetary roller extruder section and the internally toothed surrounding housing, so that the planetary spindles 321 can mesh with both the housing toothing and with the central spindle.
  • Fig. 4 shows known planetary spindles 322, which on the one hand the same
  • Fig. 2 shows further planetary spindles 23 with a part 25, which of the
  • Figs. 6 and 8 show for use planetary spindle 60 for use in a planetary roller extruder according to the invention.
  • the planetary spindle 60 consists of two parts 61 and 62.
  • the part 61 corresponds to a conventional planetary spindle with full Zahnbesatz. in the
  • the part 61 has a length of 200mm.
  • the total length of the planetary spindle 60 is 1000mm.
  • part 62 defines the area of special training of the planetary spindle
  • part 61 defines the remaining area.
  • the spindle has 7 teeth 64, which are similar to
  • Threads but with very large pitch on the planetary spindle outside. This is shown in FIG. 8.
  • teeth 64 have been milled. That is in front of you
  • FIGS. 6 and 8 are referred to as transport spindles, because they in contrast to the Noppenspindel a larger
  • Deformation work is surprisingly low. Accordingly low is the energy input into the extrusion material. This facilitates compliance with the Temperaturbowung required for the extrusion material.
  • FIG. 1 In the known embodiment of FIG. 1 is an extruder with 70 mm case diameter (based on the
  • the maximum number of planetary spindles for stocking modules 3.2, 3.2, 3.3 and 4 is 7. There are 6 planetary spindles of the type according to FIGS. 6 and 8 for the processing of regrind in each module.
  • the differences may concern the number of "missing" teeth.
  • the differences may also arise from the combination with spindles of other designs.
  • the differences may also arise from the combination of different teeth on individual or all planetary spindles.
  • At least one partially designed as a transport spindle planetary spindle is provided in the extrusion line.
  • FIG. 9 shows a planetary spindle with a standard toothing 80 at one end, then a region 81 with a knob toothing and a region 82 with a reduced toothing as described above.
  • the length of the modules is 400mm in the embodiments.
  • Planet spindles in the embodiment have a shorter length, in part a different length.
  • a planetary roller extruder module for the discharge of extrusive material / feed into an extruder.
  • the module can occur in the extruder of FIG. 1 instead of the filling part 2.
  • the module is elsewhere in the extruder, for
  • Example as second or third module Two or more modules may also be used, with one module replacing the filling part 2 and a second module being provided elsewhere in the extruder. With the different modules, different proportions of the feed mixture are fed separately into the extruder. For example, polymers or
  • Polymer blends in the module which is provided instead of the filling part 2, and fillers, additives and additives over another, arranged elsewhere module.
  • To the planetary roller extruder module includes a housing 100, which is provided at each end with a flange 101.
  • the housing has a socket 109, which is provided with an internal toothing 1 10. Outside the bushing cooling / heating channels 108 are incorporated. In the assembled state, the heating / cooling channels 108 are closed on the outside by the housing. At the ends of the
  • Heating / cooling channels 108 supply lines / leads are provided for a tempering.
  • a terminal 103 is shown. Centered in the housing 100, a central spindle 107 is arranged.
  • the central spindle 107 is designed as a splined shaft 105 in order to correspond to a geared motor.
  • Planet spindles 106 are provided.
  • the planetary spindles 106 mesh with the
  • a flange 102 with a
  • An inlet funnel is attached to the flange 102. in the
  • Fig. 13 shows the feeder with an open shell 100, so that the view of the transport spindles 106 is free.
  • Pressurized means that over the weight of the above the inlet opening 104th
  • the extrusion material passes between the transport spindles 106 and is detected by the transport spindles and extremely gently mixed and promoted in the direction of the other planetary roller extruder sections / modules to be further processed there.
  • Figs. 14 and 15 show another embodiment.
  • housing jacket 119 The housing shell 119 also has an inlet opening 120 for feedstock.
  • the housing shell 119 is provided with an internal toothing 121, which, like the internal toothing according to FIGS. 11 to 13, is suitable for interacting with the planetary spindles 106. in the
  • Gearing is the internal teeth 121 but flattened in the adjoining the inlet opening 120 and extending in the direction of rotation of the central spindle region 122.
  • the direction of rotation of the central spindle extends in the illustration of FIG. 14 in a clockwise direction.
  • the flattening 133 in the exemplary embodiment extends over 1/10 of the circumference of the pitch circle belonging to the housing internal toothing.
  • Extent dimension of the region 122 determined from the point in which the region 122 in the illustration of Fig. 14 with a section through the center of the circular cross-section inlet opening adjoins the inlet opening.
  • the extension direction of the region 122 extends in the illustration of FIG. 14 alone in the circumferential direction. In other embodiments, the extension direction shown in Fig. 14 can also extend in the circumferential direction and at the same time inclined to the longitudinal direction of the housing.
  • Fig. 15 shows that the flattening 133 extends in the embodiment over the entire opening width of the inlet opening.
  • the flattening 133 extends over at most 90% of the opening width of the inlet opening, in still further Ausimileungsbeiank over at most 80% of the opening width of the inlet opening and still other embodiments over 70% of the opening width of the
  • the flattening 133 may extend beyond the opening width of the inlet opening in the width shown in FIG. 15, for example by at most another 10% of the opening width or by at most another 20% of the opening width or by at most 30%. the opening width.
  • FIGS. 14 and 15 forms an inlet funnel which facilitates the introduction of the feedstock into the extrusion line.
  • 16 shows an original tooth 136 between tooth gaps 135.
  • the illustration includes a section of a housing internal toothing.
  • Partial diameter of the housing internal teeth have a lower inclination than the tooth flanks of the original tooth 136th 17 shows a cross section through a planetary roller extruder section with a solids feed.
  • the cross section shows a housing 201 with an internal toothing 205.
  • a central spindle 204 and planetary spindles 203 revolve around.
  • the solid feed has a hopper, not shown, with a cylindrical outlet, which is flanged to the housing 201.
  • the funnel with the cylindrical spout is eccentric with respect to the center of the central spindle 204. That is, the central axis 208 of the feeder 202 extends at a distance past the central axis of the central spindle.
  • the distance between the two axes in the embodiment is slightly larger than a quarter of the pitch circle diameter of the housing internal teeth 205, but substantially smaller than half the pitch circle diameter of the housing internal teeth 205.
  • the center axis 208 in a range of movement of the planetary spindles 203, in which the planetary spindles 203 after Reaching the maximum position in the view of FIG. 17 move down significantly.
  • Material is in the view of FIG. 17 schematically with particles 206th
  • the solid feed is in the inventive eccentric arrangement of solid feed in the vertical projection on a horizontal plane in which the central axis of the planetary roller extruder module is compared to
  • a tapered transition 207 is provided from the material supply to the planetary roller extruder module.
  • the transition forms a slope. The slope runs at an angle of 60 degrees to the horizontal.
  • Fig. 18 shows the combination of a conventional filling member with a
  • Extrusion material is determined.
  • the planetary roller extruder module is denoted by 220 and the filling part by 221.
  • Planetary gear extruder module 220 includes planetary spindles 226 and material feed as shown in FIG. 17.
  • To the filling part 221 includes a feed screw 227 and a
  • the material supply 228 is used to supply polymers and
  • Polymer blends the material supply 225 of the supply of fillers, aggregates and additives.
  • FIG. 19 shows a section of a bushing 301 for a planetary roller extruder module provided for entry of extruded material.
  • Holes / cavities forming channels 303 The dimension in the deepest between the teeth and in the deepest of the channels is designated 304.
  • FIG. 20 shows an extruder with a planetary roller extruder section 311 designed as a planetary roller extruder, a drive 310 and an outlet 316.
  • the housing of the section 31 is provided with flanges 313 and 314 at both ends. With the flange 313 it is clamped to a flange 312 of the drive and braced with the flange 314 on a flange 315 of the outlet 316.
  • the section 311 has in the housing a not shown, internally toothed bushing, a central spindle, not shown, of the drive in
  • Rotary movement is set.
  • the planetary spindles are evenly distributed on the circumference of the central spindle and mesh both with the external teeth of the central spindle and with the internal toothing of the bushing.
  • the central spindle belongs to a certain size.
  • the housing with the internally toothed bush belongs to a different, larger size. This results in a greater distance between the central spindle and the socket than between the central spindle and a socket / housing of the same size as the central spindle.
  • the size is always the
  • the pitch circle diameter of the toothing of the bush / housing correspond.
  • a filling point 318 with a filling funnel 317 is provided on the housing of the section 311.
  • additional additions are made
  • Planetary roller extruder module three smaller planetary roller extruder modules provided, the total length of which shown in FIG.
  • Planet spindle stocking has each planetary roller extruder modules four
  • a special ring construction is provided between the two flanges 314 and 315.
  • the ring construction also forms a start-up finger and a measuring point for pressure and temperature. The measured data are withdrawn via a line 321.
  • Fig. 22 shows an extrusion plant with a drive 340 and two
  • the planetary roller extruder modules 341 and 342 arranged one behind the other.
  • the module 342 has a standard size.
  • the module 341 serves as a filling part and is radially enlarged.
  • the filling opening of the filling part is shown schematically in FIG. 22 and designated by 490.
  • All modules 341 and 342 are penetrated by the same central spindle.
  • the housings and associated sockets of the modules 341 and 342 are different.
  • the housing of the module 342 corresponds to the size, the Usually belongs to the central spindle, and is much smaller than the module 341. The same applies to the planetary spindles.
  • the housing of the module 341 is much larger and has been removed from a larger size.
  • the larger size has a bushing with an inner toothing with a much larger pitch circle diameter than in the module 342.
  • the number of teeth of the planetary spindles in the planetary roller extruder module 341, however, is greater than that of the planetary spindles in the other planetary roller extruder modules 342. This requires a larger pitch diameter of the planetary spindles in the module 341, so that the planetary spindles simultaneously with the central spindle and mesh the internal teeth of the socket.
  • the housings of all planetary roller extruder modules and the drive 340 are screwed together with flanges.
  • the radially enlarged planetary roller extruder module 341 has a tubular housing with flanges 346 and 348 at both ends.
  • the inlet-side flange 346 is screwed via an adapter ring 347 with a flange 345 of the drive 340.
  • Screw provided: a screw connection between the flange 345 and the adapter ring 347 and a screw of the
  • Adapter ring 347 with the flange 346 The screw is in Embodiment of 6 screws, in other embodiments, more screws are provided.
  • the adapter ring 347 engages with a projection in a recess of the flange 345, while the flange 346 engages with a projection in a recess of the adapter ring 347.
  • the outlet side flange 348 is bolted via an adapter ring 350 to the flange 351 of an adjacent extruder section / module. In this case, as in the previously described screw several screws are provided.
  • the adapter ring 350 causes a centering of the interconnected extruder sections / modules.
  • the adapter ring 350 engages with a projection in a recess of the flange 348, while the flange 351 engages with a projection in a recess of the adapter ring 350.
  • FIGS. 23 and 24 show the situation at the connection point of the various planetary roller extruder sections / modules / drive in an enlargement and in detail.
  • the housing of the drive consists of parts 345, 356 and 355.
  • the housing socket of the section / module 341 is 357, the housing socket of the section / module 342 with 362nd
  • FIG. 23 shows the application of a stuffing mechanism 358 designed as a twin screw for the section / module 341.
  • the arrangement of the thrust ring 361 indicates that the extrusion direction in the view runs from left to right.
  • FIGS. 25 and 26 show the enlargement of the cavity
  • a conventional planetary roller extruder is shown in section.
  • This 371 is a central spindle, with 372 three planetary spindles, 370 with a surrounding, cylindrical housing and 374 with an internally toothed socket.
  • the central spindle 371 and the planetary spindles 372 release cavities 373.
  • the planetary spindles 372 each carry 5 teeth on their circumference. In the exemplary embodiment, this results in a cavity cross section (transverse to the extruder longitudinal direction) with an area of 2583 square millimeters.
  • FIG. 26 shows a radial enlargement of the planetary roller extruder / module cross section. In it, the central spindle 371 in their
  • the planetary spindle 375 have the same toothing module in contrast to the planetary spindles 372 nine teeth 375 with a correspondingly larger pitch circle diameter.
  • the housing 376 and the internally toothed bushing 377 are adapted by corresponding enlargement.
  • the cavity 378 is evidently about twice as large as the cavity 373 according to FIG. 25
  • Cavity area an area of 4960 square millimeters.
  • Figs. 25a and 26a show planetary roller extruder / module cross-sections with Figs the cross sections of FIG. 25 and 26 are identical except for the number of planetary spindles. In the four instead of three planetary spindles used 372 and 375. This results in Fig. 25a has a cross-sectional area of 2314th
  • Square millimeter and in Fig. 26a has a cross-sectional area of 4204
  • Figures 25b and 26b show planetary roller extruder / module cross-sections which are identical to the cross-sections of Figures 25 and 26 except for the number of planetary spindles.
  • a cross-sectional area of 2104 results in FIG. 25a
  • Fig. 27 shows a longitudinal section through a drive 1110 two
  • Planetary roller extruder sections / modules of which the sections / modules 1111 serves as a filling part, the section 1112 is downstream of the section 111 1. Both sections have a common central spindle 1100.
  • Section 1111 serves to discharge the extrusion material.
  • Extrusion material is abandoned by means of a dosing device, not shown, and a feed hopper, not shown.
  • To the section 111 1 includes a housing 389 with a socket 386. Outside has the socket 386 cooling channels 385, inside a toothing 387.
  • the sleeve 86 encloses three planetary spindles 388, which in turn enclose the central spindle 1100.
  • the planetary spindles 388 mesh with the internal teeth 387 and the external toothing of the central spindle.
  • the planetary spindles 388 of the section 1111 have more teeth and, with the same tooth module, a significantly larger pitch circle diameter.
  • the internal teeth 387 of the bush 386 are adapted to this, so that the housing 389 is correspondingly larger.
  • the housing 386 is bolted at one end to the housing of the portion 1110 and at the other end to the housing 395.
  • flanges 381 and 382 and at the other end flanges 390 and 395 are provided at one end.
  • the associated screws are labeled 383 and 396.
  • the tube jacket of the housing 389 has a taper in the region 384 in adaptation to the lower load of the housing in an extrusion operation.
  • FIG. 27 shows a dash-dotted line through a window 1105, in which it is possible to see what dimensions the housing denoted by 1 108 has when planetary spindles 1106 are used, which cause a further radial enlargement due to an even greater number of teeth.
  • resulting housing socket is denoted by 1 107.
  • FIGS. 5 and 21 include variants of the construction illustrated in FIGS. 23 and 24.
  • the extrusion direction in the views according to FIGS. 5 and 21 runs from right to left. This becomes clear from the position of the run-up ring 1156.
  • the run-up ring 1156 belongs to a radially enlarged filling module in planetary roller extruder construction, from which the extrusion material with all components into a normal
  • the radially enlarged filling module has a much larger
  • Void volume as the downstream normal planetary roller extruder module.
  • the larger void volume offers better filling conditions than a normal planetary roller extruder module.
  • the radially enlarged filling module has a housing with a bushing 1160, which is externally provided with channels 1159 for controlling the temperature of the plastic mass and inside with the same toothing as the central spindle 1151, but with different pitch circle diameter.
  • the pitch circle diameter roughly corresponds to the sum of the pitch circle diameter of the center spindle 1151 and double the diameter of planetary spindles 1158. Roughly speaking, a necessary backlash in the toothing is taken into account so that the planetary spindles can mesh with the central spindle 1151 on the one hand and with the bushing 1160 on the other hand.
  • Stop ring 1156 To reduce wear, the stop ring 1156 is provided with a carbide insert 1 157.
  • the normal planetary roller extruder module has planetary spindles 152 having about half the pitch circle diameter as the planetary spindles 1158.
  • the associated socket is designated 1154 and is housed in a housing 1 185 and has cooling channels 1153.
  • the housing 1185 is composed of a tube and a welded collar 1155 ,
  • the housing 1 161 of the radially enlarged filling module is screwed to the collar 1155.
  • corresponding through-holes are provided in the collar 1155 and the housing 1161, which are penetrated by screws so that the screws protrude opposite the housing 1161 and are clamped with nuts.
  • the thrust ring 1156 surrounds the central spindle 1151 at a distance at which the extender material from the filling module into the downstream
  • Planetary roller extruder module can flow.
  • Fig. 21 shows a filling module in planetary roller type, which is even more radially enlarged than the filling module of Figure 5.
  • the filling module also has revolving planetary spindles 1172, a housing 1176 and a bushing 1175, a starting finger 1170 with a cemented carbide insert 1171.
  • the planetary roller extruder module downstream of the filling module is the same as in FIG. 5. All parts of the downstream planetary roller extruder module bear the same designations as in FIG. 21.
  • the further enlarged filling module has even better feed-in conditions.
  • the connection with the collar 155 takes place according to Fig. 21 via an adapter 1190.
  • the adapter 1190 is a ring with an inner collar. With the inner collar of the adapter 1 190 engages in a groove of the collar 1155, which centers the adapter and also ensures an alignment of the two housing 1176 and 1185.

Abstract

Verfahren zur Herstellung und Verarbeitung von Polymeren oder Polymermischungen mit Zusatzstoffen, insbesondere mit Zusatzstoffen die ein geringes Schüttgewicht aufweisen, durch Extrusion, wobei der Extruder aus mehreren in Extrusionsrichtung hintereinander angeordneten Planetwalzenextrudermodulen (3.1, 3.2, 3.3, 4) besteht, wobei das für den Eintrag der Zusatzstoffe vorgesehene Planetwalzenextrudermodul gegenüber den anderen Planetwalzenextrudermodulen ein Gehäuse mit einem radial vergrösserten Hohlraum aufweist, so dass hier eine grössere Menge an Zusatzstoff aufgenommen werden kann.

Description

Herstellung und Verarbeitung von Polymeren oder Polymermischungen mit anderen Stoffen durch Extrusion
Die Erfindung betrifft die Herstellung und Verarbeitung von Polymeren oder Polymermischungen mit anderen Stoffen, insbesondere anderen Stoffen mit geringem Schüttgewicht durch Extrusion, wobei der Extruder aus mehreren in Extrusionsrichtung hintereinander angeordneten Plänetwalzenextrudermodulen besteht.
Dabei werden die Polymere oder Polymermischungen zunächst in einen
Planetwalzenextrudermodul getragen und in diesem
Planetwalzenwalzenextrudermodul und/oder einem weiteren
Planetwalzenextrudermodul plastifiziert.
Die anderen Stoffe können Füllstoffe, Zuschläge und Additive sein. Die
Füllstoffmengen sind regelmäßig groß, die der Additive regelmäßig sehr gering. Die anderen Stoffe werden nach Entstehung der Schmelze in den Extruder aufgegeben und mit der Schmelze vermischt.
Diverse Materialien lassen sich in den Extruder aufgeben und dort
aufschmelzen. Besonders häufig findet das Extrudieren auf Kunststoffe
Anwendung. Es kommen auch andere Anwendungen vor, zum Beispiel auf Lebensmittel, Futtermittel.
Die Füllstoffe, Zuschläge und Additive lassen sich auch wie folgt einstufen: organisch, natürlich, synthetisch, anorganisch.
Die für die Extrusion verwendeten Materialien können fest und/oder flüssig und/oder gasförmig sein. Die festen Materialien können unterschiedlichste Körnung aufweisen. Je nach Beschaffenheit der Füllstoffe, Zuschläge und
1
BESTÄTIGUNGSKOPIE Additive können sich zum Teil erhebliche Schwierigkeiten beim Einträgen in den Extruder und bei der Mischung mit der Schmelze ergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zumindest zu verringern.
Das wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches erreicht. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausfuhrungsbeispiele.
Hervorzuheben ist,
- dass der für die Aufgabe der anderen Stoffe vorgesehene
Planetwalzenextrudermodul gegenüber den anderen
Planetwalzenextrudermodulen ein Gehäuse mit einem radial vergrößerten Hohlraum aufweist, so dass eine größere Menge an anderen Stoffen in dem zugehörigen Planetwalzenextrudermodul aufgenommen werden kann. Vorteilhafterweise erhöht das bei leichten anderen Stoffen(Stoffen mit geringem Schüttgewicht) die Menge an anderen Stoffen, welche in die Schmelze eingearbeitet wird. Je nach Maß der Vergrößerung lässt sich bei leichten anderen Stoffen ohne Weiteres eine Verdoppelung der
einarbeitbaren Menge erreichen. Es gibt leichte Stoffe, deren Partikel bereits ein geringes spezifisches Gewicht aufweisen. Von dem
spezifischen Gewicht ist das Schüttgewicht von Partikeln zu
unterscheiden. Mit geringer werdender Partikelgröße und mit
zunehmender„Sperrigkeit“ der Partikel und in Abhängigkeit von der Oberflächenreibung wird das Schüttgewicht immer geringer und wird es immer schwieriger, diese Partikel in die Schmelze einzuarbeiten. Auch diese Partikel werden hier als leichte Partikel bezeichnet. Dies ist leicht bei Mahlgut erkennbar ab einer Korngröße von höchstens 0,5mm, vorzugsweise bei einer Korngröße von höchstens 0,1mm, noch weiter bevorzugt bei einer Korngröße von höchstens 0,05mm und höchst bevorzugt bei einer Korngröße von höchstens 0,01 mm erkennbar. Das Mahlgut hat dabei immer ein Komspektrum. Das heißt, zu dem Mahlgut von 0,5 mm gehören auch Anteile mit kleinerem Komspektrum.
Alternativ kann auch das Gewicht der Einsatzstoffe zur Einstufung der anderen Stoffe als leichte Stoffe herangezogen werden. Dabei werden leichte Stoffe als Stoffe mit einem Schüttgewicht kleiner 0,6 kg pro Kubikdezimeter, insbesondere mit einem Schüttgewicht kleiner 0,4 kg pro Kubikdezimeter angesehen.
Beim Extrudieren von PVC wird der Kunststoff sehr feinkörnig bis staubförmig als Einsatzmaterial verwendet, vgl. DE69318165T2.
Die Verbesserung des Materialeinzuges ist nicht nur auf leichte Stoffe beschränkt. Eine Verbesserung ist auch bei Stoffen erkennbar, mit deren Einmischbarkeit bisher Zufriedenheit bestand.
Ein erfindungsgemäß radial vergrößerter Modul, kann vorteilhafterweise einen anderen Modul des Extruders ersetzen, ohne gleichzeitig die
Extruderlänge zu verändern, was umfangreiche Änderungen an anderen Teilen des Extruders zur Folge hätte.
Die Erfindung ist auch nicht darauf beschränkt, dass an einer bestehenden Anlage der Eintrag anderer Stoffe verbessert wird. Der radial vergrößerte Modul kann auch bei einer Neuanlage eingeplant werden.
Ein erfindungsgemäß vergrößerter Modul ist darüber hinaus auch zum Einträgen von partikelförmigen Polymeren und Polymermischungen geeignet, wenn die Polymere und Polymermischungen in einen
Extrudermodul eingetragen werden, der die Bauweise eines
Planetwalzenextruders besitzt. Dabei können die partikelförmigen
Polymere oder Polymermischungen frei in die zur Aufnahme dieser Partikel bestimmte Öffnung in dem Modul fallen oder mit einer
Stopfeinrichtung in die Öffnung in dem Modul gedrückt werden. Als Stopfeinrichtungen kommen alle bekannten Stopfeinrichtungen in
Betracht, vorzugsweise Doppelschneckenextruder. Der radial vergrößerte Modul kann an jeder Stelle des Extruders anstelle eines anderen Moduls eingebaut werden, wenn an der Stelle ein Eintrag partikelformiger Materialien gewünscht ist.
-dass bei einer radialen Vergrößerung des zur Aufnahme der anderen Stoffe dienenden Planetwalzenextrudermoduls die Zentralspindel beibehalten wird und die Planetspindeln und das Gehäuse mit der
Gehäusebuchse radial vergrößert werden, wobei die Planetspindeln und die Gehäusebuchse unter Beibehaltung des Verzahnungsmoduls der Zentralspindel mit größeren Zähnezahlen versehen werden.
- dass für den zur Aufnahme der anderen Stoffe vorgesehenen
Planetwalzenextrudermodul dessen Planetspindeln für Zentralspindeln aus einer Baugröße von mindestens 120mm eine Zähnezahl von mindestens 8, vorzugsweise von mindestens 9, noch weiter bevorzugt von mindestens 10 und höchst bevorzugt von mindestens 11 aufweisen. Bei
Zwischengrößen der Baugrößen werden vorzugsweise die Werte der größeren Baugröße gewählt.
-dass für den zur Aufnahme der anderen Stoffe vorgesehenen
Planetwalzenextrudermodul dessen Planetspindeln für Zentralspindeln aus einer Baugröße von höchstens 100mm eine Zähnezahl von
mindestens 7, vorzugsweise von mindestens 8, noch weiter bevorzugt von mindestens 9 und höchst bevorzugt von mindesten 10 aufweisen. Bei Zwischengrößen der Baugrößen werden vorzugsweise die Werte der größeren Baugröße gewählt. Die größeren Baugrößen werden wegen der größeren Zähne und deren größerer Standzeit bevorzugt. Alternativ können die Werte der jeweils kleineren Baugröße für Zwischengrößen gewählt werden, wenn diese Wahl die Herstellung des Moduls erleichtert -dass für den zur Aufnahme der anderen Stoffe vorgesehenen
Planetwalzenextrudermodul dessen Planetspindeln für Zentralspindeln aus einer Baugröße von höchstens 70mm eine Zähnezahl von mindestens 6, vorzugsweise von mindestens 7, noch weiter bevorzugt von mindestens 8 und höchst bevorzugt von mindestens 9 aufweisen. Die größeren
Baugrößen werden wegen der größeren Zähne und deren größerer
Standzeit bevorzugt. Alternativ können die Werte der jeweils kleineren Baugröße für Zwischengrößen gewählt werden, wenn diese Wahl die Herstellung des Moduls erleichtert.
-dass in dem zur Aufnahme der anderen Stoffe vorgesehenen
Planetwalzenextrudermodul die Planetspindeln der größeren Baugröße unmittelbar mit der Zentralspindel der kleineren Baugröße kämmen oder mit einer innen und außen verzahnten Hülse kämmen, die auf der
Zentralspindel aufgeschraubt ist.
-dass für den zur Aufnahme der anderen Stoffe vorgesehene
Planetwalzenextrudermodul
—bei radialer Vergrößerung die Zentralspindel beibehalten wird und
—ein Gehäuse und eine Buchse einer größeren Baugröße mit anderem Verzahnungsmodul verwendet werden und
—die Planetspindeln unter Beibehaltung des Verzahnungsmoduls der Buchse radial vergrößert werden und
—auf die Zentralspindel eine innen und außen verzahnte Hülse aufgeschraubt wird,
—wobei die Planetspindeln mit der Außenverzahnung der
aufgeschraubten Hülse kämmen.
- dass für den zur Aufnahme der anderen Stoffe vorgesehene
Planetwalzenextrudermodul die Zentralspindel und/oder die
Planetspindeln und/oder die Buchse aus folgender Baureihe ausgewählt sind:
BG SVM
30 1
50 1,5
Figure imgf000008_0001
100 3
120 3
150 3
180 3; 3,5
200 3; 3,5
250 3; 3,5
280 3,5
300 3,5
350 3,5
400 3,5
SBG SVM
150 5,5
200 5,5
280 5,5
300 5,5
400 5,5
500 5,5
wobei mit BG Baugrößen in Standardausführung bezeichnet sind und mit SBG Baugrößen in schwerer Ausführung bezeichnet sind und die
Zahlenangaben für die gleich dem Teilkreisdurchmesser der
Innenverzahnung der Buchse bzw. der Innenverzahnung des Gehäuses sind und SVM den Verzahnungsmodul bezeichnet.
-dass der für die Aufnahme der anderen Stoffe radial vergrößerte
Extrudermodul zu einem nachgeordneten Extrudermodul hin auslaufseitig mit einer sich verjüngenden Öffnung versehen ist.
-dass die Auslauföffnung durch einen Ring gebildet wird.
-dass eine der Planetspindeln als Putzer ausgebildet ist. -dass die als Putzer dienende Planetspindel aus zwei Teilen besteht, wobei der eine Teil mit einem zentrischen Zapfen in eine Bohrung des anderen Teiles greift und wobei sich in der Bohrung eine Feder befindet.
-dass Adapter zwischen dem erfindungsgemäß radial vergrößerten Modul und einem vorgeordneten, im Durchmesser kleineren Modul und/oder einem nachgeordneten, im Durchmesser kleineren Modul verwendet wird -dass ein einteiligen oder mehrteiligen Adapter verwendet wird.
-dass ein ringförmigen Adapter verwendet wird.
-dass ein zwischen den Befestigungsflanschen an
Extruderabschnittsgehäusen angeordneten Adapter vorgesehen ist.
-dass der Adapter zumindest das kleinere Gehäuse außen umfasst.
-dass die Adapter und die Flansche zentrierend ineinander greifen, wobei das eine Teil vorzugsweise mit einer zylindrischen Erhebung und das korrespondierende andere Teil mit einer entsprechenden Vertiefung versehen sind.
-dass ein temperierten Adapter vorgesehen ist.
-dass der Adapter allein oder mit anderen Teilen zugleich einen
Anlaufring und/oder einen Ring für Meßstellen und/oder eine Zentrierung bildet.
-dass Transportspindeln als Planetspindeln vorgesehen sind.
-dass die Transportspindeln vom austrittsseitigen Ende her über die
Einlauföffnung in dem für die Aufgabe der anderen Stoffe vorgesehenen Planetwalzenextrudermodul hinausragen.
-dass die Transportspindeln zum austrittsseitigen Ende hin weniger zahnreduziert sind als zum einlaufseitigen Ende hin.
-dass die Transportspindeln mindestens eine Stufe aufweisen, wobei jede Stufe eine Änderung der Verzahnung beinhaltet.
-dass zusätzliche kurze Spindeln zwischen den über die Einlauföffnung hinausragenden Spindeln vorgesehen sind. Diese Spindeln finden sich in dem Planetwalzenextrudermodul am austrittsseitigen Ende, weil alle Spindeln mit ihrem austrittsseitigen Ende an einem gemeinsamen
Anlaufring gleiten, wenn sie um die Zentralspindel umlaufen.
Die Polymere oder Polymermischungen können thermoplastisch sein.
Solche Einsatzmaterialien sind dadurch kennzeichnet, dass sie durch Erkalten wieder verfestigen. Übermäßige Erwärmung fuhrt jedoch zur Zersetzung.
Gebräuchliche thermoplastischen Einsatzmaterialien(auch Thermoplaste genannt) sind Kunststoffe wie
Polyethylen, deren Copolymere, deren Derivate und Blends
Polypropylen, deren Copolymere, deren Derivate und Blends
Polystyrole, deren Copolymere, deren Derivate und Blends
Polyvinylchloride, deren Copolymere, deren Derivate und Blends
Diese und andere Thermoplaste lassen sich ohne weiteres Extrudieren.
Von den Thermoplasten sind thermoelastische Materialien zu unterscheiden. Aber auch thermoelastische Einsatzmaterialien lassen sich mit
Verformung/Druck und Wärme in einen plastischen Zustand bringen, der auch als Mastifizierung/Mastikation bezeichnet wird. Dabei ist die Zersetzungsgefahr um einiges größer als bei Thermoplasten.
Gebräuchliche Elastomere sind zum Beispiel
Kautschuke, deren Copolymere, deren Derivate und Blends
Auch thermoelastische Materialien lassen sich im Extruder verarbeiten.
Extruder werden aus unterschiedlichen Gründen genutzt; zumeist um
Einsatzmaterialien zu plastifizieren und in Mischung zu bringen und um dem Material beim Austritt aus dem Extruder eine gewünschte Form zu geben. Nach einem älteren Vorschlag werden die Polymere oder Polymermischungen separat von den anderen Stoffen in den Extruder aufgegeben und aufgeschmolzen. Die Aufgabe der anderen Stoffe in den Extruder und die Mischung erfolgen nach dem Aufschmelzen.
Für die Formgebung eignen sich Düsen, aus denen das Material in einer gewünschten Strangform austritt, aber auch andere Formen, die nacheinander bzw. nach Entleerung wieder gefüllt werden und komplizierte Werkstückformen erlauben.
Im Planetwalzenextruder lässt sich die Temperatur des Behandlungsgutes sehr gut einstellen, weil das Behandlungsgut großflächig und dünnschichtig ausgewalzt wird. Dadurch wirkt der Planetwalzenextruder als großflächiger W ärmetauscher.
Zwar ist bekannt, das Einsatzmaterial für die Extrusion sofort in den
Planetwalzenextruder einzutragen. Im Vergleich zu den anderen Extrudern ist das Einzugsverhalten von Planetwalzenextrudem gering. In der Praxis wird deshalb für das Einträgen des Einsatzmaterials ein Extruderabschnitt/Modul bevorzugt, der nach Art eines Einschneckenextruders ausgebildet ist.
Gleichwohl wendet sich die Erfindung den Planetwalzenextrudermodulen für das Einträgen des Einsatzmaterials zu.
Planetwalzenextruder bestehen aus mehreren Teilen, nämlich einer umlaufenden Zentralspindel, einem die Zentralspindel im Abstand umgebenden Gehäuse mit einer Innenverzahnung und Planetspindeln, welche in dem Hohlraum zwischen Zentralspindel und innen verzahntem Gehäuse wie Planeten um die
Zentralspindel umlaufen. Soweit im Folgenden von einer Innenverzahnung des Gehäuses gesprochen wird, so schließt das auch ein mehrteiliges Gehäuse mit einer Buchse ein, welches die Innenverzahnung des Gehäuses bildet. Im Planetwalzenextruder kämmen die Planetspindeln sowohl mit der
Zentralspindel als auch mit dem innen verzahnten Gehäuse.
Verschiedene Verfahren und entsprechende Planetwalzenextruder zur
Aufbereitung von Kunststoffen sind insbesondere in folgenden Druckschriften beschrieben:
DE 19939075A1, CA 698518, DE19653790A, DE 19638094A1, DE
19548136A1, DE1954214A, DE3908415A, DE19939077A,
EP1078968A1,EP1067352A, EP854178A1, JP3017176, JP11080690,
JP9326731, JP11-216754, JP11-216764, JP10-235713, W02007/0874465A2, W02004/101627A1, W02004/101626A1, WO 2004/037941A2, EP1056584, PCT/EP99//00968, WO 94/11 175, US6780271B1, US7476416.
Die zeitgemäße Verzahnung von Planetwalzenextrudem ist üblicherweise eine Evolventenverzahnung. Es gibt auch andere Verzahnungsarten. Die verwendete Evolventenverzahnung besitzt üblicherweise eine 45Grad-Schrägung der Zähne. Es gibt auch unterschiedliche Zahngrößen. Die Zahngröße wird durch den sogenannten Zahnmodul bestimmt. Es gibt unterschiedliche Zahnmodule.
Die umlaufenden Planetspindeln gleiten in Förderrichtung vom an einem
Gleitring bzw. Anlaufring, so dass deren Umlaufbahn in axialer Richtung bestimmt ist. Wegen der weiteren Einzelheiten üblicher Planetwalzenextruder wird zum Beispiel auf folgende Druckschriften Bezug genommen:
DE 102009019846, DE 102009013839, DE102008063036, DE 102008018686, DE 102007058174, DE 102007050466, DE 102007041486, DE 102007040645.
Die Knetwirkung im Planetwalzenextruder kann durch unterschiedliche Zahl und/oder unterschiedliche Ausbildung der Planetspindeln beeinflußt werden. Die Zahl der Planetspindeln beträgt vorzugsweise mindestens 5, vorzugsweise mindestens 6. Je größer der Durchmesser der Zentralspindel ist, desto mehr Planetspindeln sind üblicherweise in einem Modul/Abschnitt vorgesehen. So können zum Beispiel bei größeren Baugrößen ohne weiteres 24 und mehr
Spindeln zum Einsatz kommen.
Die Planetspindeln können zum Beispiel als Normalspindeln , als Igelspindeln oder Noppenspindeln wie auch als Transportspindeln ausgebildet sein, wie sie in der DE 10 2004 048 440 oder in der US 7476416 beschrieben sind. Die
Normalspindeln besitzt eine von einem Ende zum anderen Ende durchgehend gleiche Verzahnung. In Umfangsrichtung sind dabei mehrere Zähne
nebeneinander auf dem Teilkreisdurchmesser der Verzahnung angeordnet, und zwar so viele Zähne, wie ganze Zähne unter Einhaltung der Verzahnungslücken auf dem Teilkreisdurchmesser nebeneinander passen.
Die Igelspindel baut auf der Normalspindel auf. In Abständen sind bei den Igelspindeln ringförmig umlaufende Ausnehmungen in die Verzahnung eingearbeitet, so dass in einer seitlichen Betrachtung einer Spindel eine
meandemde Kontur ersichtlich ist.
Die Noppenspindel baut auch auf einer Normalspindel auf. Dabei ist die Spindel allerdings nach der Normalverzahnung mit einer gegenläufigen Verzahnung versehen, welche die Normalverzahnung kreuzt. Das heißt, in die Zähne der Normalverzahnung werden mit der gegenläufigen Verzahnung Lücken von bestimmter Form und Folge geschnitten. Die von der Normal Verzahnung bleibenden Zähne zeigen eine Noppenform. Durch die Lücken reduziert sich die Förderwirkung der Planetspindeln, während die Knetwirkung zunimmt.
Außerdem unterscheidet sich der Knetvorgang mit den Noppen von dem
Knetvorgang mit der Normalspindel und der Igelspindel. Die Transportspindeln und der zugehörige Stand der Technik sind beschrieben in DE 102006033089A 1 , EP 1844917A2, DE2702390A, EP 1833101 A 1 ,
DE 10142890A 1 , US4981711, GB2175513 A, US5947593, DE2719095.
Zu jedem Planetwalzenextruder gehört ein maximaler Planetspindelbesatz.
Dabei handelt es sich um die maximale Zahl von Planetspindeln, die zwischen Innenverzahnung des umgebenden Gehäuses und der Zentralspindel Platz finden können, ohne dass sich die Planetspindeln gegenseitig an einer Drehung hindern. Der maximale Planetspindelbesatz hängt von dem jeweiligen
Verzahnungsmodul ab. Während der Planetwalzenextrudermodul ein
Extruderabschnitt ist, handelt es sich bei dem Verzahnungsmodul um eine die Form der Zähne und der Zahnlücken bestimmende
Berechnungs/Konstruktionsgröße.
Durch Wahl eines im Vergleich zu dem maximalen Planetspindelbesatz
geringeren Planetspindelbesatz kann zusätzlich zum Einsatz von
Transportspindeln eine Reduktion des Energieeintrages in das Einsatzgut im Extruder erfolgen. Vorzugsweise ist im Vergleich zu dem maximalen
Planetspindelbesatz mindestens eine Verringerung der Planetspindelzahl um eins, wahlweise auch um mindestens 2 oder mindestens drei vorgesehen.
Die genaue Bestimmung der materialabhängigen jeweils richtigen Knetwirkung und Temperatur im Extruder lässt sich durch Änderung der Durchlaufzeit und Änderung der Temperatur in wenigen Versuchen anhand der
Versuchsergebnisse erreichen.
Der Planetwalzenextruder ist für die gewünschte Temperierung des
Behandlungsgutes besonders geeignet, wenn das Gehäuse innenseitig in bekannter Weise eine Buchse besitzt, die zentralspindelseitig mit der beschriebenen Innenverzahnung versehen ist und außenseitig mit einer gleichen Normalverzahnung oder anderen Verzahnung versehen ist. Die Buchse wird vorzugsweise in das Gehäuse geschrumpft. Dazu wird die Buchse gekühlt, so dass sich der Durchmesser ausreichend verringert, um in das Gehäuse
geschoben zu werden. Bei der Wiedererwärmung dehnt sich die die Buchse und sitzt die Buchse fest in dem Gehäuse. Das Gehäuse kann auch auf die Buchse geschrumpft werden. Dann wird das Gehäuse erwärmt und dehnt sich das Gehäuse, so dass die Buchse in das Gehäuse geschoben werden kann. Nach Abkühlung umschließt das Gehäuse die Buchse fest.
Sowohl beim einen SchrumpfVorgang wie auch beim anderen SchrumpfVorgang verschließt das Gehäuse die Gänge der außenseitigen Verzahnung an der
Buchse. Dadurch können diese Gänge als Kanäle für die Durchleitung von Temperierungsmittel genutzt werden.
Die Kanäle werden vorzugsweise durch einen Ringkanal an den Gehäuseenden miteinander verbunden. Der eine Ringkanal ist zulaufseitig vorgesehen und mit einer Zulaufleitung verbunden. Der andere Kanal ist ablaufseitig vorgesehen und mit einer Ablaufleitung verbunden. Beide Leitungen sind Bestandteil einer Temperierung. Als Temperierungsmittel dient vorzugsweise Wasser, für höhere Temperaturen Öl.
Das Temperierungsmittel wird durch die Kanäle gepumpt.
Je nach Temperatur bewirkt das eine Kühlung oder Beheizung.
Vorzugsweise bestehen die Extruder aus miteinander fluchtenden
Modulen/Abschnitten. Jeder Modul besitzt ein eigenes Gehäuse und eigene Planetspindeln und einen eigenen Anlaufring.
Vorzugsweise ist für alle miteinander fluchtenden Module/ Abschnitte eine gemeinsame Zentralspindel vorgesehen.
Die Module/ Abschnitte besitzen wahlweise insgesamt oder teilweise eine Länge von 400 bis 800mm. Durch kleinere Längen einzelner oder aller Module/ Abschnitte kann eine Anpassung an unterschiedliche
Temperaturanforderung erfolgen. Darüber hinaus kann die Temperierung an einem längeren Extrudermodul auch in verschiedene Abschnitte unterteilt werden, die in axialer Richtung hintereinander liegen.
Es können aber auch Modullängen von mehr als 1000 mm, zum Beispiel 1400 mm Anwendung finden.
Je größer der Extruderdurchmesser ist, desto größer wird in der Regel der Durchsatz. Mit der Erhöhung des Durchsatzes kann sich die Verweildauer des Extrusionsgutes/Einsatzmaterials in dem Extruder verlängern und eine größere Extruderlänge ergeben.
Mit der Modulbauweise eröffnet sich am Planetwalzenextruder die Möglichkeit zur Änderung der Knetwirkung durch Änderung der Verzahnung bzw. durch Einbau von Modulen mit unterschiedlicher Verzahnung.
Soweit gleiche Module bereits vorhanden sind, kann im Nachhinein noch eine Änderung der Knetwirkung und Durchlaufzeit durch Auswechselung der Plenetspindeln bzw. durch Reduzierung der Planetspindelzahl erreicht werden. Dies beinhaltet bei einem Wechsel des Einsatzgutes einen gravierenden praktischen Vorteil.
In dem Sinne können Noppenspindeln mit Normalspindeln und/oder mit
Igelspindeln und/oder mit Transportspindeln kombiniert werden. Die
Noppenspindeln stellen das eine Extrem für die Bearbeitung des
Einsatzmaterials/Extrusionsgutes im Extruder dar, die Wirkung von
Igelspindeln und Normalspindeln weicht davon ab. Wenn sich zeigt, dass die Durchlaufzeit in obigem Sinne zu lang ist, können einzelne oder mehrere Noppenspindeln gegen Igelspindeln oder Normalspindeln ausgewechselt werden. Wahlweise finden auch zur Verkürzung der Durchgangszeit
Transportspindeln Anwendung, wie sie in der EP702739 beschrieben sind. Das heißt, es werden einzelne oder mehrere Noppenspindeln gegen
Transportspindeln ausgewechselt.
Die Transportspindeln bauen gleichfalls auf den Normalspindeln auf. Dabei werden nach der Normalverzahnung einer Spindel einzelne oder mehrere Zähne
I
aus der Spindel herausgearbeitet.
Günstig ist zumeist auch eine unterschiedliche Länge der Planetspindeln, so dass das in einen Planetwalzenextrudermodul eingespeiste Material schonend und nicht schlagartig insgesamt von der Verzahnung ergriffen wird.
/
Üblicherweise wird das Drehmoment von einem Antriebsmotor erzeugt und über ein Getriebe auf die Zentralspindel übertragen.
Wegen weiterer Einzelheiten und Variationen bekannter Planetwalzenextruder bzw. Abschnitten/Modulen wird Bezug genommen auf folgende Druckschriften: DE 102005007952A1, DE 102004061068A1, DE102004038875A1,
DE 102004048794A1 , DE 102004048773 Al, DE102004048440A1,
DE 102004046228A1 , DE102004044086A1, DE102004044085A1,
DE 102004038774A1, DE102004034039A1, DE102004032694A1,
DE102004026799B4, DE102004023085A1, DE 102004004230A1,
DE102004002159A1, DE19962886A1, DE19962883A1, DE19962859A1,
DE 19960494A 1 , DE19958398A1, DE19956803A1, DE19956802A1,
DE19953796A1, DE19953793A1.
Nach einem älteren Vorschlag wird ein zur Aufnahme von Einsatzmaterial bestimmter Planetwalzenextrudermodul mit einer besonderen
Materialzufuhrung kombiniert. Dabei wird das
Extrusionsmaterial/Einsatzmaterial a)exzentrisch zur Mite des Planetwalzenextrudermoduls zwischen die Planetspindeln aufgegeben und/oder
b)mit einem Stopfwerk zwangsweise zwischen die Planetspindeln gedrückt.
Bei exzentrischer Materialzufuhrung wird das
Extrusionsmaterial/Einsatzmaterial an der Mite des
Planetwalzenextruders/Moduls vorbeigeleitet. Der Abstand der
Partikelströmungsmitte von der Mitte des Moduls kann als Versatz bezeichnet werden. Der Versatz erfolgt in Drehrichtung der Zentralspindel des
Planetwalzenextruders. Dabei verläuft die Mitelachse der Materialzufuhrung im Abstand an der Mitelachse des Füllteiles in Planetwalzenextruderbauweise vorbei. Vorzugweise ist der Abstand/Versatz größer als ein Viertel des
Teilkreisdurchmessers der Verzahnung in dem Extrudergehäuse bzw. der
Verzahnung in der innen verzahnten Buchse des Gehäuses. Noch weiter bevorzugt ist der Abstand/Versatz größer als der halbe Fußkreisdurchmesser der Zentralspindelverzahnung. Höchst bevorzugt ist der Abstand( Versatz kleiner als der halbe Fußkreis der Verzahnung in dem Extrudergehäuse bzw. der
Verzahnung in der innen verzahnten Buchse des Gehäuses.
Von Vorteil ist, wenn der Durchmesser der Materialzuführung kleiner als der Durchmesser des Fußkreises der Innenverzahnung des Extrudergehäuses bzw. der Innenverzahnung der Buchse in dem Gehäuse. Soweit die Materialzuführung bei erfindungsgemäßer Exzentrizität seitlich über den Raum hinausragt, in dem das Material im Planetwalzenextruder bearbeitet wird, ist in dem Übergang von der Materialzufuhrung zum Gehäuse des Planetwalzenextruders eine
Abschrägung vorgesehen. Durch die Abschrägung verjüngt sich die
Materialzufuhrung am Übergang von der Materialzuführung auf das
Extrudergehäuse .
Günstige Verhältnisse ergeben sich dabei, wenn die Schräge im Querschnit des Extrudergehäuses in etwa auf einer Tangente an den Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung des Extrudergehäuses bzw. der innen verzahnten Buchse des Gehäuses liegt. In etwa heißt, dass die Schräge maximal um ein Maß von der Tangente abweicht, das gleich dem Durchmesser der zu dem
Planetwalzenextruder gehörenden Planetspindeln ist, vorzugweise maximal gleich dem halben Durchmesser der zugehörigen Planetspindeln ist und höchst bevorzugt gleich einem Viertel des Durchmessers der zugehörigen
Planetspindeln ist.
Die Schräge schließt bei vertikaler Partikelaufgabe in den
Planetwalzenenextruder/Modul mit der Horizontalen durch die
Planetwalzenmittelachse vorzugsweise einen Winkel von mindestens 30 Grad, noch weiter bevorzugt einen Winkel von mindestens 45 Grad und höchst bevorzugt einen Winkel von mindestens 60 Grad ein.
Ähnliche Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn anstelle einer gerade
verlaufenden Schräge eine auf einer Kurvenbahn verlaufende Schräge
vorgesehen ist.
Für die vorstehend beschriebene Einfüllöffnung kann schon eine Abflachung der Verzahnung von Vorteil sein.
Bei den beschriebenen Planetwalzenextruderabschnitten/Modulen, die als Füllteile Verwendung finden, kann die Einzugswirkung der Transportspindeln noch durch eine Abflachung der Gehäuseinnenverzahnung/Innenverzahnung der Gehäusebuchse ergänzt werden. Die Abflachung hat aber auch unabhängig von der Verwendung von Planetspindeln Vorteile, die zumindest teilweise als
Transportspindeln ausgebildet sind.
Die Abflachung findet in dem Bereich statt, der sich in Umlaufrichtung der Zentralspindel an die Einlauföffnung anschließt. Bei ausreichender Stabilität der Planetspindeln hat die durch die Abflachung teilweise wegfallende Stütze der Planetspindeln keine Auswirkungen auf die Planetspindeln. Die
Planetspindeln sind an ihren Enden ausreichend zwischen der Zentralspindel und der Gehäuseinnenverzahnung/Innenverzahnung der Gehäusebuchse gehalten, weil die Innenverzahnung dort volle Zähne aufweist. Die aus der wegfallenden Stütze resultierende zusätzliche Biegelast der Planetspindeln wird von üblichen Planetspindeln ohne weiteres getragen.
Im Prinzip kann die Abflachung in Umlaufrichtung der Zentralspindel
gleichmäßig verlaufen. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass die
Abflachung in Umlaufrichtung der Zentralspindel geringer wird. Dadurch entsteht eine trichterförmige Vergrößerung des Hohlraumes zwischen der Innenverzahnung und der Zentralspindel. Diese Vergrößerung verringert den Widerstand des Einsatzmaterials bei deren Einziehen in den Extruder. Die Trichterform lenkt das Einsatzmaterial in vorteilhafter Weise zwischen die Planetwalzenteile des Füllteiles.
Die Abflachung kann bis in den Zahngrund erfolgen. Vorzugsweise erfolgt eine Reduzierung der Zahnhöhe um maximal 90%, noch weiter bevorzugt um maximal 80%.
Trotz Abflachung wird immer noch alles Einsatzmaterial, welches in den Raum der bisherigen Zahnlücken gelangt, durch die Zähne der umlaufenden
Planetspindeln verdrängt. Um zugleich zu verhindern, dass eine Ablagerung auf den Abflachungen stattfindet, können die abgeflachten Zähne mit neuen, weniger geneigten Zahnflanken versehen werden, so dass dort neue Zähne mit einem vorzugsweise gerundeten neuen Zahnkopf entstehen, so dass das aus dem bisherigen Zahngrund verdrängte Einsatzmaterial alles an den neuen
Zahnflanken anhaftende Einsatzmaterial wegschiebt.
Solche Zahnänderungen lassen sich an der Verzahnung unter anderem mit elektrisch betriebenen Erodiervorrichtungen hersteilen. Für die Innenverzahnung ist das Erodieren von besonderem Vorteil. Wahlweise findet die Abflachung an normal verzahnten Gehäusen bzw. Gehäusebuchsen mit einer besonderen Elektrode statt. Das ist bei kleinen Stückzahlen wirtschaftlicher als die
Herstellung der Innenverzahnung und der Abflachung in einem gemeinsamen Erodiervorgang. Bei größeren Stückzahlen kann sich eine andere wirtschaftliche Situation ergeben.
Bei dem Erodiervorgang wird für kleine Stückzahlen mit einer Elektrode gearbeitet, welche der gewünschten neuen Abflachungszahnform unter
Berücksichtigung eines für das Erodierverfahren notwendigen Spaltes angepasst ist und mit dem Gehäuse in ein Erodierbad getaucht wird. Dabei wird die
Elektrode dicht über die abzuflachende Verzahnung gebracht und das
Werkstück mit Strom beaufschlagt, so dass Funken aus dem Gehäuse austreten und Material sich an der Oberfläche verflüssigt und von den Funken mitgerissen wird.
Mit zunehmender Verformung der abzuflachenden Verzahnung wird die
Elektrode nachgefuhrt, so dass ein gewünschter, geringer Abstand gewahrt bleibt.
Die beschriebene Raumvergrößerung durch Abflachung der Innenverzahnung ist davon abhängig, in welchem Maß die Abflachung sich in Umlaufrichtung der Zentralspindel erstreckt und in welchem Maß die Abflachung sich in axialer Richtung der Zentralspindel erstreckt.
Vorzugsweise ist das Maß der Abflachung mindestens 1/10, noch weiter bevorzugt mindestens 1/5 und höchst bevorzugt mindestens V2 des Umfanges des Teilkreises der Gehäuseinnenverzahnung.
Die Erstreckung der Abflachung in axialer Richtung der Zentralspindel wird als Breite bezeichnet. Die Breite ist höchstens 30% größer oder kleiner als die Öffnungsweite der Einlaufoffhung, vorzugsweise höchstens 20% größer oder kleiner als Öffnungsweite der Einlaufoffnung und noch weiter bevorzugt höchstens 10% größer oder kleiner als die Öffnungsweite der Einlaufoffhung. Höchst bevorzugt ist die Bereite der Abflachung gleich der öffnungsweise der Einlaufoffnung.
Bei üblichem Einsatzmaterial mit ausreichendem Gewicht ergeben sich gute Ergebnisse.
Mit der exzentrischen Materialzufuhrung können viele Partikel sogar drucklos in die Eintrittsöffnung des Extrudergehäuses geführt werden. Das ist besonders wirtschaftlich.
Wahlweise ist zusätzlich ein Stopfwerk vorgesehen, das die zum
Devulkanisieren vorgesehenen Partikel zwischen die Planetspindeln des
Planetwalzenextruders/Moduls drückt.
Das Stopfwerk kann ein herkömmliches Stopfwerk sein, Solche herkömmlichen Stopfwerke besitzen wahlweise eine vertikal stehende Achse mit daran
montierten Paddeln, die so gestellt sind, dass eine Förderwirkung auf die einzuführenden Partikel entsteht. Das Stopfwerk kann auch nach Art einer Extruderschnecke ausgebildet sein und eine Schnecke mit deutlich größerer Förderwirkung als herkömmliche Stopfwerke besitzen.
Noch wesentlich größer ist die Förderwirkung eines als
Doppelschneckenextruder ausgebildeten Stopfwerkes. Zumindest mit einem Doppelschneckenextruder kann bei vielen Materialien auch ohne exzentrischen Materialeintrag ein störungsfreier Materialeintrag bewirkt werden. Stopfschnecken/Stopfwerke sind in diversen Druckschriften auch in
Kombination mit Extruder, auch in Kombination mit Planetwalzenextrudem beschrieben. Beispielhaft wird Bezug genommen auf DE 102007050466,
DE102007041486, DE20003297, DE19930970, DE, DE 102008058048,
DE 102007059299, DE 102007049505, DE 102006054204, DE102006033089,
DE 102004026599, DE 19726415, DE 10334363, DE20200601644,
DE20200401971 ,DE 10201000253 , DE 102009060881, DE 102009060851,
DE102009060813.
Die Stopfschnecke/Stopfwerk wird benutzt, wenn das für den Extruder
vorgesehene Einsatzmaterial nicht allein aufgrund seines Gewichtes aus dem Fülltrichter des Füllteiles austritt und in die Einlaufoffnung eintritt. Das ist zum Beispiel bei Fasern der Fall, die mit Kunststoff zu vermischen sind. Die
Stopfschnecke/Stopfwerk zwingt das Einsatzmaterial dann in die Einlaufoffnung des Extruders.
Im Falle der Stopfschnecke wird der Widerstand allen Einsatzmaterials gegen das Einziehen mit der beschriebenen Ausbildung erheblich reduziert.
Im Falle der Verwendung eines Stopfwerkes ist günstig, wenn der
Materialeintrag bei Benutzung eines Stopfwerkes so angeordnet ist, dass die Planetspindeln entgegen der Förderrichtung des Extruders über die
Eintragöffnung hinausragen.
Dabei kann vorteilhaft sein, wenn die darüber hinausragenden Enden der
Planetspindeln unabhängig von deren sonstiger Verzahnung eine
Normalverzahnung tragen.
Die Normalverzahnung gibt den Planetspindeln den größten Halt zwischen der Zentralspindel und dem Gehäuse.
Mit dem Planetwalzenextruder können zum Beispiel verarbeitet werden: Acrylnitril (ABAK), Acrylnitil/Budadien/Styrol (ABS), ABS mit
Polycarbonat (ABS+PC), Acrylat-Kautgschuk (ACM ), Ethylen- Acrylesstrer-Kautschuk (AEPCMS), Acrylnitril/Ethylen-Propylen- Dien/Styrol (AES), Nitroso-Kautschuk (AFMU), Acrylnitrilmetacrylat (AMAK), Acrylnitril/Methylmethacrylat (AMMA),
Acrylnitril/Butadien/ Acrylat(ANBA), Acrylnitril/Methacrylat) ANMA), Aromatische Polyester (APE), Acrylnitril/chloriertes
Polyetrhylen/Sstryrol (APE-CS), Acylnitil/Styrol/Acrylester(ASA), TPE, Basis Aliphatisches Polyurethan(ATPU) Urethan-Kautschuk, Polyester (AU), Benzylcellulose (BC) Butadien-Kautschuk (BR), Cellulosesacetat (CA), Celluloseacetobutyrat (CAB), Celluloseacetopropionat (CAP), Kresol-Formaldehyd (CF), Hydratisierte Cellulose, Zellglas (CSH), Chlorierter PE-Kautschuk (CM), Carboxymethylcellulose (CMC),
Cellulosenitrat, Celluloid /CN), Epichlorhydrin-Kautschuk (CO),
Cyclopolyolefinpolymere, Topas (COC),
Cellulosepropionat (CPL), Chloropren-Kautschuk (CR), Casein- Kunststoffe (CS), Casein-Formaldehyd, Kunsthom (CSF),
Chlorsulfonierter PE(-Kautschuk) (CSM), Cellulosetriacetat (1CTA), Dicyclopentadien(DCP), Ethylen/Methacrylsäure (EAA), Ethylen- Vinylacetat-Kautschuk (EAM), Ethylen/Butylacrylat (EBA),
Ethylcellulose (EC), Ethylencopolymer-Bitumen-Blend(ECB),
Epicchlorhydrin-Kautschuk(ECD), Ethylen/ Chortrifluorethylen (ECTFE), Ethylen/Ethylacrylat (EEA), Polyethylen Ionomere (EIM),
Ethylen/Methacrylsäure(EMAK), exo-Metehylenlaton (EML),
Ethylidennorbomen (EN), Ethylen- Acrynitril-Kautschuk (ENM),
Epoxidierter Naturkautschuk (ENR), Ethylen/Propylen (EP), Epoxid- Harze, Polyadditions-Harze (EP), Ethylen/Propylen/(Dien)/-Kautschuke (EP(D)M, Epichlorhydrin-Kautschuk(ETER), Ethylen/T etrafluorethylen (ETFE), Urethan-Kautschuk, Polyether (EU), Ethylen/Vinylacetat (EVA), Ethylen/Vinylalkohol, EVOH (EVAL), TPE, Basis
Ethylen/Vinylacetat+Polyvinylidenchlorid (EVAPVDC),
Ethylen/Vinylalkohol, EVAL(EVOH),
Tatrafluorethylen/Hexafluorpropylen (FEP), Furan/Formaldehyd (FF), Perfluor-Kautschuk (FFKM), Fluor-Kautrschuk(FKM),
Propylen/Tetrafluorethylen-Kautschuk (FPM) Phospazen-Kautschuk mit Fluoralkyl- oder Fluorozyalkyl-gruppen(FZ), Proplenoxid-Kautschuk (GPO), Elalogenierter Butyl-Kautschuk (HIIR), Hydrierter NBR- Kautschuk HNBR), höhere alpha-Olefine (HOA), Pyrrone, Plycyclone, Leiterpolymere (HAT-P), Polycyclone, Leiterpolymere(HT-PP),
Polytrriazine, Leiterpolymere (HAT-PT), Butryl-Kajutrschuk (CIIR,
BIIR) (IIR), Isopren-Kautschuk (IR), Kohlenwasserstoffharz (KWH), Liquid Christal Polymere (LCP),
Methylmethacrylat/Acrylnitril/Butadien/Styrol (MABS),
Methacrylat/Butadien/Styrol (MBS), Methylcellulose (MC),
Melamin/Formaldehyd (MF), Melamin/UFormaldehy+ungesättigter Polyester (MF+UP), Melamin/Phenol-Formaldehyd(MPF),
Methyl/Phenyl/Silicon-Kautschuk(MPQ), Methylmethacrylat/exo- Methylenlacton (MMAEML), Melamin/Phenol-Formaldehyd(MPF), Methyl/Silicon-Kautschuk (MQ), alpha-Methylstyrol (MS),
Melamin/Hamstoff/-Formaldehyd (MUF)
Melamin/HamstoffZPhenol/Formaldehyd(MVFQ), Polyacrylnitril (PAN), Polybuten-I (PB), Polybutylacrylat (PBA), Polybenzimidazol,
Triazinpoloymer (PBI), Polybismaleinimid (PBMI),
Polybutylennaphthalat (PBN), Polyoxadiabenzimidazol (PBO),
Polybutylenterephthalat (PBT), Polycarbonat (PC) mit ABS oder AES, ASA, oder PBT oder PE-HD oder PEET oder PMMA oder PS oder PPE oder SB oder HI oder SMA oder TPU oder BPA, oder TMBPA oder TMC, Poly-3,3-bis-chlormethylpropylenoxid (PCPO), Polycyclohexandimethylterephthalat (PCT), Polychlortrifluoretrhylen (PCTFE), Polydiallylphthalat(PDAP), Polydicyclopentadien (PDCPD), Polyethylen (PE), Polyesteramid (PEA), Polyestercarbonat (PEC),
Polyetherketon (PEK), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyenthylenoxid (PEOX), Polyethersulfone (PES), Polyesterimid (PESI),
Polyethlenterephathalat (PET) mit Elastomer oder mitr MBS oder PBT oder PMMA oder Pmma oder PSU, Phenol/Formaldehyd (PF),
Phenol/Formaldehyd +Epoxid (PF+EP), PTFE/Perfluoralcylvinylether, Perfluoralkoxy (PFA), Phenol/Formaldehyd/Melamin (PFMF),
Polyperfluortrimethyltriazin-Kautschuk PFMT), PTFE-Copolymerisat (PFTEAF), Polyhydroxylalkalin (PHA), Polyhydroxybenzoat (PFIBA), Polyimidimid (PI), Polyisobutylen (PIB), Polyimidsulfon (PISO),
Aliphatisches Polyketon (PK), Polylactid (PLA), Polymethylacrylat (PMA), Polymethhacrylimid (PMI), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyacrylesterimid (PMMI), Poly-4-methylpenten-l (PMP), Poly- Alpha methylstyrol (PMS), Fluor/Phosphazen-Kautschuk (PNF), Polynorbomen- Kautschuk (PNR), Polyolefine, Polyolefin-Derivate und Polyolefin- Copolymerisate (PO), Poly-p-hydroxy-benzoat (POB), Polyoxymethylen (Polyacetalharz, Polyformaldehyd) (POM), POM mit PUR-Elastomer oder Homopolymerisat oder Copolymerisat, Polyphthalat (PP), PP- Carbonat, PP mit Block-Copolymere oder chloriert oder mit
Homopolymerisat oder mit Metallocen hergestellt, Polyamid (PPA), Polyphenylenether (PPE), PPE mit PA oder mit PBT oder mit PS,
Polydphenyloxidpyrronellithimid U(PPI), Polyparamethylstyrol (PPMS), Polyphenylenoxid (PPO), Polypropylenoxid (PPOX), Poly-p-Phenylen (PPP), Polyphenylensulfid (PPS), Polyphenulensulfon (PPSU), Poly-m- Phenylen/Terephthalamid (PPTA), Polyphenylvinyl (PPV), Polypyrrol (PPY), Polystryrol (PS), PS mitr PC oder PE oder PPE, Polysaccharide (PSAC), Polysulfone (PSU), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polytetrahydrofuran (PTHF), Polybutrylenterephthalat (PTMT), Polyester (PTP), Polytrimethyleterephthalat (PTT), Polyurethan (PUR),
Polyvinylacetat (PVAC), Polyvinylalkohol (PVAL), Polyvinylbutyral (PVB), Polyvinylisobutylether (PVBE), Polyvinylchlorid (PVC).
Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylidenfluorid (PVDF),
Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylformal (PVFM), Polyvinylcarbazol (PVK), Polyvinylmethylether (PVME), Polyvinylcyclohexan (PVZFI), Phosphazen/Kautschuk mit Phenoygruppen (PZ), Resorrcin/Formaldehyd (RF), Stryrol/ Acrylnitril (SAN ), Stryrol/Butadien(SB),
Styrol/Butadien/Methylmethacrylat (SBMMA), Styrol/Butadien- Kautschuk (SBR), Styrol/Butadien/Styrol (SBS), Styrol- Ethenbuten/Stryrol (SEBS), Styrol/Ethylen/Propylen/Dien-Kautschuk (SEPDM), Silicon (SI), Styrol/Isopren/Maleinsäureanhydrid (SIMA), Isopren/Styrol-Kautschuk (SIR), Styrol/Isopren/Styrol (SIS),
Styrol/Maleinsäureanhydrid(SAM),
Styrol/Maleinsäureanhydrid/Butadien(SMAB), Styrol/Methylmethacrylat (SMMA), Stryrol-alpha-Methylstyrol (SMS, Polyester (SP),
Thiocarbonyldifluorid-Copolymer-Kautschuk (TCF), TPE mit EPDM+PP oder PBBS+PP, TPE mit PEBBS+PPE oder PEBS+PP oder mit PESST oder PESTRUR oder mit PESTEST oder mit PESTUR oder mit PEUR oder mit SBS+PP, Thermoplastische Elastomere (TPE),
Thermoplastische Stärke (TPS), Hamstoff/Formaldehyd (UF),
Vinylchlorid (VC), Vinylchlorid/Ethylen(VCE),
Vinylchlorid/Maleinsäureanhydrid(VCMA), Vinylester (VE),
Die vorstehenden Stoffe können auch in Mischungen/Blends miteinander und mit anderen Stoffen Vorkommen. Oder es kommen Derivate von vorstehenden
Stoffen allein oder in Mischungen/Blends mit anderen Stoffen vor. In folgenden Druckschriften ist die Herstellung von Klebern durch Extrusion beschrieben:
CA698518, DE69937111, DE69808332, DE19939078, DE19939077,
DE 19939076, DE19939075, DE19939074, DE19939073, 19824071,
DE 19806609, DE 19730854, DE 19638094, DE 19819349, DE 19749443,
DE19653790, DE19548136, DE19534239, DE10334363, DE10137620,
DE20130049, DE10059875, DE10050295, DE10036707, DE10036706,
DE 10036705, DE4308098, DE411 1217, DE3908415, DE2719095, DE235613, DE2303366, DE1954214, EP1080865, EP1078968, EP1067352, EP0854178, US6780271, US6179458, US5536462, US4268176, US4176967,
WO2007/874465, W02004/101627, W02004/101626, WO220/037941,
W094/11175.
Auch die DE19856235 zeigt einen Extruder mit
Planetwalzenextruderabschnitten. In dieser Druckschrift ist in Spalte 2, unten, beschrieben, wie Rohstoffe zur Pulverlackherstellung durch einen Trichter in Granulatform mit zweckmäßigen Zuschlägen mittels eines Trichters unmittelbar durch den Gehäusemantel in einen Planetwalzenextruderteil aufgegeben werden. Weitere Einzelheiten fehlen.
Die PCT/EP2013/000132 beschreibt ein Planetwalzenextrudermodul, in den das Einsatzmaterial eingefiillt wird. Dabei sind die Planetspindeln mindestens teilweise im Bereich der Einlaufoffnung als Transportspindeln ausgebildet sind. Die sogenannten Transportspindeln entstehen, wenn an mindestens einer normalverzahnten Planetenspindel mindestens ein Zahn entfernt wird.
Wahlweise werden auch mehr Zähne. Aber nicht alle Zähne werden entfernt. Vorzugsweise verbleiben mindestens jeweils 3 gleichmäßig am Umfang der Planetspindeln. Es kann auch jeder vierte oder jeder dritte oder jeder zweite Zahn entfernt werden. Es kann können auch alle Zähne bis auf einen Zahn entfernt werden.
Soweit mehr als ein Zahn verbleibt, sind die Zähne vorzugsweise gleichmäßig am Umfang der Spindeln verteilt.
Dadurch entsteht ein reduzierter Zahnbesatz im Unterschied zu nicht
reduziertem Zahnbesatz. Die Entfernung der Zähne erfolgt vorzugsweise bis in den Zahngrund. Denkbar ist auch eine darüber hinausgehende
Materialausarbeitung, ebenso eine nur teilweise Entfernung der Zähne.
Alternativ werden die Transportspindeln von Anfang an so hergestellt, dass sie in der Form entstehen, welche entsteht, wenn an Standardspindeln einzelne oder mehrere Zähne entfernt werden.
Durch die ganze oder teilweise Entfernung bestimmter Zähne entsteht bei unverändertem Fortbestand der übrigen Zähne eine Planetspindel mit mehr Förderwirkung.
Es hat sich gezeigt, dass die Transportspindeln im Gegensatz zu anderen
Planetspindel das aus einem Aufgabetrichter in den
Planetwalzenextruderabschnitt/Modul laufende Material besser aufnehmen.
Die Zahl der verbliebenen Zähne der Transportspindeln beträgt wahlweise höchstens 4, vorzugsweise 3, nach weiter bevorzugt 2 und höchst bevorzugt 1. Die„ganz oder teilweise“-Ausbildung der Planetspindeln als Transportspindeln heißt, dass
a)Planetspindeln außerhalb des Bereiches der Einlauföffhung mit einer anderen Verzahnung versehen sind
und/oder
b)Transportspindeln im Bereich der Einlauföffhung mit Planetspindeln anderer Verzahnung kombiniert ist.
Andere Verzahnung heißt zum Beispiel: Normalverzahnung oder
Igelverzahnung oder Noppenspindeln. Die Igelverzahnung und/oder die Noppenverzahnung sind an dem in Förderrichtung des
Planetwalzenextruderabschnitts/Moduls vorgesehen.
Bei teilweiser Verwendung von Transportspindeln für den Planetspindelbesatz sind die Planetspindeln mit Transportspindelverzahnung vorzugsweise
gleichmäßig in dem Planetspindelbesatz verteilt.
Bei einem Planetspindelbesatz, der insgesamt mit Transportspindeln versehen ist, ist die Zahl der Zähne an den Transportspindeln vorzugsweise so gewählt, dass mindestens innerhalb von 10 Umläufen der Planetspindeln um die
Zentralspindel ein Planetspindelzahn in jede Zahnlücke der
Zentralspindelverzahnung und in jede Zahnlücke der Innenverzahnung des umgebenden Gehäuses ein Zahn greift. Vorzugsweise erfolgt dieser
Zahneingriff innerhalb von mindestens 7 Umläufen der Planetenspindeln um die Zentralspindel, noch weiter bevorzugt innerhalb von mindestens 4 Umläufen der Planetenspindeln um die Zentralspindel und höchst bevorzugt innerhalb von 1 Umlauf der Planetenspindeln um die Zentralspindel. Der Zahneingriff bewirkt eine Reinigung der Verzahnung.
Der Zahneingriff kann zum Beispiel dadurch kontrolliert/ausgelegt werden, dass ein bei Raumtemperatur schmelzflüssiges, farbiges Material mit ausreichender Haftung an Planetenspindeln, Zentralspindel und Innenverzahnung des
Gehäuses in deren Zahnlücken geschmiert wird. Dann kann geklärt werden, nach wie viel Umläufen der Planetenspindeln um die Zentralspindel ein gewünschter Zahneingriff erfolgt ist. Das geschieht dann zum Beispiel nach einem Umlauf oder 4 Umläufen oder 7 Umläufen oder 10 Umläufen der
Planetspindeln um die Zentralspindel durch Öffnen des Füllteiles.
Bei dem Vorgang steht der Umlauf der Planetspindeln um die Zentralspindel in einem festen Verhältnis zu der Umdrehung der Zentralspindel. Für die
vorstehende Kontrolle/ Auslegung kann die Zentralspindel des Füllteiles von Hand leicht gedreht werden, wenn das Füllteil von den übrigen
Extruderabschnitten/Modulen gelöst ist. Dabei kann die Bewegung der
Zentralspindel mit einem Musterstück der Zentralspindel simuliert werden.
Wenn der gewünschte Zahneingriff nicht innerhalb der gewünschten
Umlaufzahl der Planetenspindeln um die Zentralspindel erreicht wird, können die Planetspindeln gegen andere Planetspindeln ausgewechselt oder zusätzliche Planetspindeln zum Einsatz kommen. Die anderen Planetspindeln können als Transportspindeln mehr Zähne aufweisen und/oder anders angeordnete Zähne aufweisen. Wahlweise reicht schon die Auswechselung einer Transportspindel gegen eine normal verzahnte Planetspindel, um sicherzustellen, dass bei jedem Umlauf der Planeten ein Eingriff in jede Zahnlücke an der Zentralspindel und an dem innen verzahnten Gehäuse erfolgt.
In dem Planetwalzenextruder kommt es zwangsweise durch den jeweiligen Zahneingriff zu einer Reinigung. Das kann als Selbstreinigung bezeichnet werden.
Zeitgemäße Planetewalzenextruder besitzen eine Temperierung.
Vorzugsweise setzt die Temperierung bereits an der Einlauföffhung für das Einsatzmaterial ein.
Dabei kann die Temperierung an Planetwalzenextrudem, die für das Einträgen des Einsatzmaterials vorgesehen sind, aus mehreren Temperierungsabschnitten bestehen. Dabei kann ein erster kurzer Temperierungsabschnitt von Vorteil sein, der das Ziel einer beschleunigten Aufheizung des eingetragenen
Einsatzmaterials hat. Der kurze Temperierungsabschnitt kann dabei kleiner oder gleich 0,5 D sein, wobei D der Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung des Gehäuses des Planetwalzenextrudermoduls ist. Je länger die
Planetwalzenextrudermodule sind, desto größer wird der Vorteil verschiedener Temperierungsabschnitte. Bei einer Planetwalzenextrudermodul-Länge von mehr als 2D(zum Beispiel 3D oder 4D), ist vorzugsweise eine abschnittsweise Temperierung vorgesehen, bei der der in Förderrichtung erste Temperierungsabschnitt eine deutlich kürzere Länge gegenüber einem in Extrusionsrichtung nachfolgenden Abschnitt aufweist. Jeder Temperierungsabschnitt ist mit einer Führung für die
Temperierungsmittel versehen. Die Führung für das Temperierungsmittel erfolgt wie bei anderen bekannten Planetwalzenextruderabschnitten/Modulen. Dort werden Kühl/Heizkanäle vor der Montage der die Innenverzahnung tragenden Buchse in dem Gehäuse an der Gehäuse-Innenfläche und/oder an der Buchse- Außenfläche Kühl/Heizkanäle eingearbeitet. Die Kanäle verlaufen an der
Innenfläche des Gehäuses und/oder an der Außenfläche der in dem Gehäuse sitzenden Buchse wie Gewindegänge. Am einen Ende der Gewindegänge tritt das Temperierungsmittel ein und am anderen Ende wieder aus. Die Kanäle werden durch die Buchse bei deren Montage verschlossen. Zu den
Kühl/Heizkanälen führen Bohrungen in dem Gehäusemantel. An die Bohrungen sind Zuleitungen/ Ableitungen für das Temperierungsmittel angeschlossen.
Das Temperierungsmittel ist zumeist Wasser, bei höheren Temperaturen auch Öl. Das Temperierungsmittel kommt von einem außen an der Anlage stehenden Heiz/Kühlaggregat, in dem es auf die gewünschte Temperatur gebracht und dem zugehörigen Temperierungsabschnitt zugeleitet wird. In dem
Temperierungsabschnitt gibt das Temperierungsmittel nach Bedarf Wärme ab bzw. nimmt das Temperierungsmittel nach Bedarf Wärme auf. Das austretende Temperierungsmittel wird dem außen an der Anlage stehenden
Heiz/Kühlaggregat dann wieder zur erneuten Beladung mit Wärme oder zur Abkühlung zugeführt.
Dergleichen Planetwalzenextrudermodule haben auch für Elastomere und dergleichen erhebliche Vorteile. Die Elastomere haben in der Wirtschaft/Technik eine erhebliche Bedeutung. Überall, wo Kunststoff eine besonders starke Verformung erfahren sollen und nach einer Entlastung gleichwohl wieder die ursprüngliche Form einnehmen sollen, wird über Elastomere (Elaste) und dergleichen gummielastische
Kunststoffe (Kautschuk) nachgedacht. Kunststoffe bestehen aus großen
Molekülketten. Die hohe Elastizität der Elastomere wird durch ein Phänomen im Verhalten der Molekülketten gegeben. Bei einer Zugbelastung der ursprünglich im Knäuel liegenden Molekülketten ordnen sich die Molekülketten anders, vorzugsweise parallel, und dehnen sich die Molekülketten.
Für die gewünschte Verformung ist allerdings auch Voraussetzung, dass die Molekülketten nicht aneinander gleiten. Das wird durch eine Vernetzung der Molekülketten erreicht. Durch das Maß der Vernetzung wird die Verformung beeinflußt. Bei geringer Vernetzung entsteht ein weicher Kunststoff. Bei starker Vernetzung entsteht ein harter Kunststoff.
Es kommen unterschiedliche Vemetzungsmittel vor. In Abhängigkeit von dem Kunststoff findet eine Auswahl der Vemetzungsmittel statt. Schwefel gehört zu den häufig angewendeten Vemetzungsmittel. Schwefel tritt bei entsprechender Erwärmung des Kunststoffes als Vemetzungsmittel in Wirkung. Bei anderen Vemetzungsmitteln kommt es auf Wärme Wirkung nicht an oder kann die
Wirkung des Vemetzungsmittels auch von anderen Umständen abhängen.
Zu den Elastomeren gehören zum Beispiel
Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR)
Acrylnitril/Butadien/Acrylat (A/B/A)
Acrylnitril/chloriertes Polethylen/Styrol (A/PE-C/S)
Acrylnitril/Methylmethacrylat (A/MMA)
Butadien-Kautschuk (BR)
Butylkautschuk (HR) (IIR
Chloropren-Kautschuk (CR)
Ethylen-Ehylacrylat-Copolymer (E/EA) Ethylen-Propylen-Copolymer (EPM)
Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM)
Ethylenvinylacetat (EVA)
Fluorkautschuk (FPM oder FKM)
Isopren-Kautschuk (IR)
Naturkautschuk (NR)
Polybutadienkautschuk BR
Polyethylenharze
Polyisobutylen (PIB)
Polspropylenharze
Polyvinylbutyral (PVB)
Silicon-Kautschuk (Q oder SIR)
Styrol-Isopren- Styrol-Blockcopolymer (SIS)
Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)
Styrol-Butadien- Styrol (SBS)
Thermoplastisches Polyurethan (TPU oder TPE-U)
Vinylchlorid/Ethylen (VC/E)
V inylchlorid/Ethy len/Methacry lat (V C/E/MA)
Bei Elastomeren ist die Gefahr des Verklebens und Anbackens besonders groß, wenn Vemetzungsmittel zusammen mit anderem Material über das Füllteil eingezogen werden, die auf Erwärmung ansprechen. Solche Elastomere sind zum Beispiel aus der DE60124269, DE 3738335 bekannt. Dann fuhrt jedes Kleben und Anbacken zu unvorhergesehener Erwärmung zum
unvorhergesehenen Beginn der Vernetzung und zu einer schlechteren
Materialbeschaffenheit. Mit dem erfindungsgemäßen
Planetwalzenextrudermodul können die durch Kleben und Anbacken im Füllteil zu befürchtenden Schwierigkeiten verringert, zum Teil auch vermieden werden. Bei Polyurethanen kommt es auf die Zusammenführung zweier
Reaktionskomponenten im richtigen Verhältnis an. Es ist bekannt, die
Reaktionskomponenten mit Hilfe eines Extruders zusammen zu fuhren. Das ist zum Beispiel beschrieben in DD 141975, DE 1964834, US 3233025, DE
2059570, DE 2447368. Geringe Unregelmäßigkeiten in der Materialführung beeinträchtigen bereits die Mischung. Auch das kann mit dem beschriebenen Füllteil im Einzugsbereich verringert, zum Teil auch vermieden werden.
Die Verarbeitung von Klebstoffen im Extruder ist zum Beispiel beschrieben in EP 1167017.
Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Planetwalzenextrudermoduls kann die Klebstoffverarbeitung im Extruder wesentlich erleichtert werden.
Auch die Verarbeitung von Kaugummi im Extruder ist bekannt. In der
wärmempfindlichen Grundmischung finden sich Lecithin, Weichmacher, Sirup, Zucker, Öle, Duftstoffe und Elastomere. Darunter sind stark klebende und zur Anbackung neigende Bestandteile.
Entsprechende Hinweise finden sich in der DE 69829695, US 5135760, US 5045325, US 4555366. Auch diese Herstellung wird mit dem
erfindungsgemäßen Planetwalzenextrudermodul wesentlich erleichtert.
Wahlweise können einzelne oder mehrere Planetspindeln in dem
erfindungsgemäßen Planetwalzenextrudermodul mit einer unterschiedlichen Verzahnung versehen sein, so dass die Planetspindeln über ihrer Länge einen Verzahnungs Wechsel aufweisen, dass heißt von einer Verzahnung zu einer anderen Verzahnung wechseln.
Die Verzahnung der Planetspindeln wird üblicherweise gefräst. Mit zeitgemäßen Fräs Werkzeugen ist der Verzahnungswechsel möglich. Dabei kann
verfahrenstechnisch ein langsamer Wechsel von einer Verzahnung zur anderen von Vorteil sein. Ein langsamer Übergang von einer oben beschriebenen Verzahnung zu einer Normalverzahnung entsteht in der Anwendung eines Fräsers zum Beispiel dadurch, dass der für die nachträgliche Zahnentfemung eingesetzte Fräser langsam aus dem Material der Planetspindel herausgefahren wird.
Für jeden Wechsel der Verzahnung gelten die Ausführungen zur nachträglichen Entfernung von Zähnen und der vorhergehenden Festlegung der Zahnkontur entsprechend.
Wahlweise findet ein erfindungsgemäßer Planetwalzenextrudermodul auch in Kombination mit einer weiteren Bearbeitung des Extrusionsmaterials in einem Einschneckenextruder oder einem Doppelschneckenextruder Anwendung.
In der Kombination mit einem Einschneckenextruder setzt sich die
Zentralschnecke in dem Einzug folgenden Extruderabschnitt als Einschnecke fort.
In der Kombination mit einem Doppelschneckenextruder setzt sich die
Zentralspindel in dem Einzug als eine der beiden Schnecken des
Doppelschneckenextruders fort.
Bei der Verarbeitung von Kunststoffen kommen unterschiedliche Füllstoffe zum Einsatz. Dabei ist die Dispergierung der Füllstoffe in den plastifizierten
Kunststoffen in der Regel umso besser, je feinkörniger die Füllstoffe sind.
Es gibt natürliche und synthetische Füllstoffe. Natürliche Füllstoffe können zum Beispiel sein:
Silikate (Ton, Lehm, Talk, Glimmer, Kaolin, Neuburger Kieselerde),
Karbonate/Sulfate (Kreide, Dolomit, Baryt), Oxide/Hydroxide(Quarzmehle, kristalline Kieselsäure, Aluminium- /Magnesiumhydroxide, Magnesium-, Zink- oder Kalziumoxide).
Synthetische Füllstoffe können zum Beispiel sein:
Silikate, Oxide und Hydroxide (Kieselsäure, Kreide, Aluminium- und
Magnesiumhydroxid, pyrogenes Siliciumdioxid, Ruß, Metalloxide).
Die Füllstoffe finden zumeist fein gemahlen Anwendung. Es kann sich aber auch eine feinkörnige Konsistenz durch synthetische Herstellung von Füllstoffen ergeben.
Auch andere feinkörnige Stoffe werden im Extruder verarbeitet. Dazu gehören zum Beispiel Farbpigmente. Farbpigmente kommen in der Regel in Mischung mit anderen Stoffen vor.
Es werden auch feinkörnige Stoffe allein im Extruder verarbeitet. Das gilt zum Beispiel für feinkörniges Recyclat aus einer Mahlung.
Wahlweise wird der erfindungsgemäße Planetwalzenextrudermodul in
mehrfacher Ausführung oder in Kombination mit anderen herkömmlichen Fülleinrichtungen eingesetzt.
Auf dem Wege kann Material an verschiedenen Stellen zugefuhrt werden.
Damit können auch Materialien verarbeitet werden, die nicht gemeinsam in Mischung gebracht werden dürfen bzw. nacheinander und ggfs in zeitlichem Abstand in Mischung gebracht werden müssen. Außerdem können schwierig zu verarbeitende Materialien, zum Beispiel Feststoffe mit einer Neigung zum Kleben und Anbacken oder Feststoffe, die zur Entmischung neigen,
spätestmöglich in die Mischung gebracht werden.
Auf dem erfindungsgemäßen Wege können Feststoffe miteinander in Mischung gebracht werden. Zuschläge und Füllstoffe beim Extrudieren können gleichfalls feinkörnig, pulverförmig und staubförmig sein.
Solche Zuschläge können zum Beispiel Vemetzungsmittel sein, die bei der Herstellung von Polyacrylatklebem in den Extruder aufgegeben werden, vgl. DE10200601 1113 Al.
Solche Zuschläge können auch feste, pulverförmige bzw. staubförmige
Zellbildner bei der Herstellung von Kunststoffschaum sein.
Solche Zuschläge können auch pulverförmige oder staubförmige Farbpigmente sein. Diese Farbpigmente können zum Beispiel aus Titandioxid, Zinkoxid, Ruß, gelbes Oxid, braunes Oxid, Zinnoxid, gebranntes oder ungebranntes Senna oder Umbrda, Chromoxidgrün, Ultramaringrün, Cadmium bestehen.
Darüber hinaus werden Füllstoffe häufig in Pulverform oder Staubform in den Extruder aufgegeben. Das gilt zum Beispiel für Kreide/talc, vgl.
DE102017001093 Al.
Bei allen Stoffen, die vor der Zugabe in den Extruder gemahlen werden, fallen pulverförmige und staubförmige Fraktionen an. .
Je geringer die Partikelgröße der in den Extruder aufzugebenden Stoffe ist, desto geringer wird die Rieselfahigkeit und desto schwieriger wird die Aufgabe in den Extruder.
Außerdem neigen die Mischungen mit unterschiedlichen Fraktionen zur
Entmischung. Deshalb ist es üblich, anfallendes Mahlgut in verwertbare und unverwertbare Fraktionen zu trennen.
Mit den erfindungsgemäßen Füllteilen kann ein Abfallen der Extruderleistung mindestens verringert werden, weil die erfindungsgemäßen Füllteile aufgrund ihres größeren Hohlraumvolumens mehr leichte Stoffe bzw. mehr staubförmige Stoffe aufnehmen können. Die radiale Vergrößerung kommt sowohl für den Neubau als auch für den Umbau einer vorhandenen Extrusionsanlage in Betracht. Die radiale
Vergrößerung ist beim Umbau einer bestehenden Extruder/Extrusionsanlage leicht zu erkennen. Während die Gehäuse aller
Planetwalzenexrtruderabschnitte/Module üblicherweise alle den gleichen Außendurchmesser aufweisen, hat ein erfindungsgemäßer Umbau des als
Füllteil vorgesehenen Planetwalzenextruderaberschnitts/Moduls einen größeren Gehäusedurchmesser zur Folge.
Beim Neubau mit einem erfindungsgemäß vergrößerten
Planetwalzenextrudermodul/ Abschnitt ist der Größenunterschied zu üblichen anderen Extruderabschnitten auch augenfällig.
Wo keine üblichen anderen üblichen Gehäusegrößen den Vergleichsmaßstab liefern, ist die erfindungsgemäße radiale Vergrößerung insbesondere an den Größenverhältnissen der Planetspindeln bei der Anwendung üblicher
Zahnmodule erkennbar. Die Zahnmodule bestimmen bei einer Verzahnung die Abmessungen der Zähne. Das gilt auch für die hier bevorzugte Evolventen- Schrägverzahnung mit 45Grad Neigung des Schrägverlaufes zur Längsachse der verzahnten Spindeln.
Vorteilhafterweise erlaubt es die erfindungsgemäße radiale Vergrößerung des Hohlraumes des Füllteil bei einem Umbau an der bis dahin in dem Extruder vorgesehenen Zentralspindel festzuhalten, die sich durch alle
Extruderabschnitte/Module erstreckt. Bei der Kombination von
Planetwalzenextruderabschnitten/Modulen mit einem Füllteil in
Einschneckenextruderbauart setzt sich die Zentralspindel als Schnecke in dem Füllteil fort. Mit der„Fortsetzung der Zentralspindel“ ist im vorliegenden Fall mitumfasst, dass die Zentralspindel aus Abschnitten zusammengesetzt sein kann, wobei dem Füllteil ein entsprechender Schnecken- Abschnitt zugeordnet ist. Vorteilhafterweise kann bei Verwendung eines radial vergrößerten
Extruderabschnitt/Moduls an der bisherigen Aufstellung des Extruders und an vorgeordneten und nachgeordneten Einrichtungen unverändert festgehalten werden.
Dadurch ist eine nachträgliche Vergrößerung des Hohlraumes bei dem zum Einträgen von Einsatzmaterial vorgesehenen Planetwalzenextrudermodul mit relativ geringem baulichen Aufwand möglich. Dabei finden im Durchmesser größere Planetspindeln mit mehr Zähnen als bei den bisherigen Planetspindeln Anwendung, der Zahnmodul der größeren Planetspindeln bleibt jedoch der gleiche. Der Verzahnungsmodul (auch Zahnmodul genannt) ergibt sich in mm aus dem Quotienten von Teilkreisdurchmesser und Zähnezahl. Der
Verzahnungsmodul könnte an sich frei gewählt werden. Um jedoch zu standardisierten Verzahnungswerkzeugen zu kommen, sind die
Verzahnungsmodule nach DIN 780 genormt. Die hier vorkommenden
Verzahnungsmodule finden sich in folgendem Ausschnitt von DIN 780 mit zusätzlichen Zwischengrößen:
1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12
Das die umlaufenden Planetspindeln umgebende Gehäuse wird in der
Anpassung seiner Innenverzahnung bzw. der Anpassung der Innenverzahnung seiner Buchse an die umlaufenden Planetspindeln gleichfalls größer, aber der Zahnmodul kann gleich bleiben.
Wie oben ausgefuhrt werden die Abmessungen der Verzahnungen dabei durch den Teilkreisdurchmesser und den Zahnmodul bestimmt. Der
Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung ergibt sich aus dem
Teilkreisdurchmesser der Zentralspindel-Außenverzahnung und dem doppelten Teilkreisdurchmesser der Planetspindeln und dem gewünschten Spiel in der Verzahnung und gegebenenfalls aus einem Korrekturfaktor. Die Vergrößerung der Planetspindeln ist bei vorgegebenem Verzahnungsmodul davon abhängig, dass eine ganzzahlige Zähnezahl am Planetspindelumfang wie auch bei der Innenverzahnung des Gehäuses bzw. der Gehäusebuchse entsteht.
Vorzugsweise wird zur Vergrößerung der Planetspindeln neben dem
Verzahnungsmodul auch die Zähnezahl vorgegeben. Nachfolgend sind verschiedene Baugrößen mit normaler Ausführung (nachfolgend BG genannt) oder in schwerer Ausführung (nachfolgend SBG genannt) mit Standard- Verzahnungsmodulen (nachfolgend SVM genannt) für eine Evolventen- Schrägverzahnung und Standardzähnezahlen (nachfolgend SZZ genannt) an den Planetspindeln sowie die Mindestzähnezahl bei erfindungsgemäßer
Vergrößerung (nachfolgend MVG genannt), die bevorzugte Mindestzähnezahl (nachfolgend BMVG genannt), die weiter bevorzugte Mindestzähnezahl
(nachfolgend WBMVG genannt) und die höchst bevorzugte Mindestzähnezahl (nachfolgend HBMVG genannt) an Planetspindeln bei erfindungsgemäßer Vergrößerung für die betreffende Baugröße unter Beibehaltung des
Standardzahnmoduls wiedergegeben.
BG SVM SZZ MVG BMVG WMVG HMVG
30 1 5 6 7 8
50 1.5 5 6 7 8
70 2.5 5 7 8 9 10
100 3 6 7 8 10 1 1
120 3 7 8 9 10 1 1
150 3 7 8 9 10 1 1
180 3; 3,5 7 8 10 12 14
200 3; 3,5 7 8 10 12 14
250 3; 3,5 7 8 10 12 14
280 3.5 7 8 10 12 15 300 3,5 7 8 10 13 16
350 3,5 7 8 10 13 16
400 3,5 7 8 10 13 17
450 7 8 10 14 18
500 7 8 10 14 18
650 7 8 10 15 20
800 7 8 10 15 20
1000 7 8 10 15 20
1200 7 8 10 16 22
SBG SVM SZZ MVG BMVG WMVG HMVG
150 5,5 7 8 10
200 5,5 7 8 10
280 5,5 7 8 10
300 5,5 7 8 10
400 5,5 7 8 10
500 5,5 7 8 10
Sofern Zwischengrößen zwischen den üblichen Baugrößen gewünscht sind, gelten vorzugsweise die Modulgrößen und Zähnezahlen der nächstliegenden Baugrößen.
Die Übersicht zu Planetspindeln mit Standardzähnezahlen zeigt, dass die Vergrößerung der Zähnezahl auf 8 für alle vorkommenden Baugrößen in dem erfindungsgemäßen Bereich liegt. Lediglich bei kleineren Baugrößen von 70mm und 100 mm liegt schon eine Erhöhung der Planetspindelzähnezahl auf 7 im Bereich der Erfindung. Bei noch kleineren Baugrößen von 30 und 50 mm liegt sogar eine Erhöhung der Planetspindelzähnezahl auf 6 im Bereich der
Erfindung. Zum Beispiel können statt sonst üblicher Verzahnungsmodule von 5,5 und mehr auch Verzahnungsmodule von 3 oder 3,5 in erfindungsgemäßen
Extruderabschnitten/Modulen Anwendung finden.
Von ganz besonderem Vorteil ist die Überlappung der Baugrößen 180 bis 400 in dem Verzahnungsmodul 3,5 sowie die Überlappung der Baugrößen in schwerer Ausführung von 150 bis 500 in dem Verzahnungsmodul 5,5.
Das heißt, es ist möglich, bei einer erfindungsgemäßen radialen Vergrößerung unter Beibehaltung einer Zentralspindel aus einer bestimmten Baugröße mit dieser Zentralspindel die Planetspindeln und das Gehäuse/Buchse aus einer größeren, vorhandenen Baugröße zu kombinieren. Dadurch entfallt zumindest das Engineering. Das allein schon ist ein großer Vorteil. Da die vorhandenen Baugrößen auch erprobt sind, ergibt sich mit der Verwendung vorhandener Teile aus größeren Baugrößen auch dadurch ein wichtiger Vorteil.
Vorteilhafterweise kann zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Planetwalzenextrudermoduls auch die Zentralspindel mit Gehäusen/Buchsen und Planetspindeln kombiniert werden, wenn die Zentralspindel einen anderen Zahnmodul als das Gehäuse/Buchse und die Planetspindeln aufweist. Das wird mit einer innen und außen verzahnten Hülse möglich, die auf die Zentralspindel aufschraubbar ist und außen mit den Planetspindeln kämmen kann.
Vorteilhafterweise füllt sich der große Hohlraum des erfindungsgemäßen
Planetewalzenextrudermoduls besser und schneller mit leichtem
Extrusionsmaterial/Einsatzmaterial. Das gilt auch für normales Extrusionsgut, das auch mit oben beschriebenen Maßnahmen eingetragen werden kann. Das heißt, die Erfindung ist auch für anderes Extrusionsmaterial/Einsatzmaterial als leichtes Extrusionsmaaterial von Vorteil. Die Erfindung ist auch von Vorteil, wenn die oben beschriebenen
Hilfsmaßnahmen wie Stopfwerke usw. zum Einträgen des
Extrusionsmaterials/Einsatzmaterials nicht zur Verfügung stehen.
Bei extrem schwierigem Extrusionsmaterial/Einsatzmaterial kann auch eine Kombination der Erfindung mit den oben beschriebenen Hilfsmaßnahmen zweckmäßig sein.
Selbst, wenn der erfindungsgemäße Planetwalzenextrudermodul sich mit schwierigem Extrusionsmaterial/Einsatzmaterial schlecht füllt, so ist die
Füllmenge aufgrund des größeren Volumens des erfindungsgemäßen
Planetwalzenextrudermoduls immer noch größer als die Füllmenge in einem herkömmlichen Planetwalzenextrudermoduls, in den das
Extrusionsmaterial/Einsatzmaterial eingetragen wird.
Vorzugsweise finden Transportspindeln in dem erfindungsgemäßen
Planetwalzenextrudermodul Anwendung.
Die Transportspindeln gehören auch zur Kategorie zahnreduzierter
Planetspindeln. Bei einer Verringerung der Zahnreduzierung werden weniger Zähne aus der Verzahnung von Normalspindel herausgearbeitet bzw. werden so zahnreduzierte Planetspindeln ohne den Zwischenschritt der Herstellung von Normalspindeln hergestellt.
In bevorzugter Ausführung der Erfindung erfolgt die Herausarbeitung von Zähnen unterschiedlich, zum Beispiel einlaufseitig mehr als auslaufseitig. Der Übergang von einem weniger zahnreduzierten Bereich in einen mehr
zahnreduzierten Bereich wird als Stufe bezeichnet, die Planetspindeln als gestufte Spindeln. Die Planetspindeln werden mit dem mehr zahnreduzierten Bereich einlaufseitig und mit dem weniger zahnreduzierten Bereich
auslaufseitig angeordnet, so dass die Planetspindeln auslaufseitig eine höhere Förderwirkung und im Verfolg dessen eine höhere Stauwirkung aufweisen. Für die Berechnung der Teilkreisdurchmesser der zahnreduzierten
Planetspindeln ist von dem Teilkreisdurchmesser bei einer Vollverzahnung auszugehen - unabhängig von einer nachträglichen Zahnreduzierung oder anderer Planetspindelherstellung, die zum gleichen Ergebnis führt.
Vorzugsweise ist die Zahnreduzierung über der Länge der Planetspindeln in dem als Füllteil bestimmten Planetwalzenextrudermodul unterschiedlich.
Einlaufseitig kann die Zahnreduzierung am stärksten sein. Noch weiter bevorzugt ist die Zahnreduzierung an den Planetspindeln auslaufseitig am geringsten, gegebenenfalls ist dort gar keine Zahnreduzierung vorgesehen.
Die geringere auslaufseitige Zahnreduzierung bzw. die Normalverzahnung am auslaufseitigen Ende erhöht die Förderwirkung der Planetspindeln.
Das gleiche Ergebnis entsteht, wenn die sich durch das Füllteil erstreckenden Transportspindeln auslaufseitig mit kürzeren Plenetspindeln kombiniert sind.
Die kürzeren Planetspindeln sind dann zwischen den langen Transportspindeln gleichmäßig verteilt und verengen auslaufseitig den Fiohlraum des
erfindungsgemäßen Füllteiles.
Noch weiter bevorzugt werden die langen Transportspindeln auslaufseitig mit kürzeren Normalspindeln bzw. Planetspindeln mit Normalverzahnung
kombiniert. Vorzugsweise sind die kürzeren Normalspindeln gleichmäßig verteilt zwischen den Transportspindeln angeordnet.
Die Förderwirkung der Planetspindeln führt zu dem gewünschten Materialdruck am Auslaufende. Aufgrund dieses Druckes wird das
Extrusionsmaterial/Einsatzmaterial in nachgeordnete
Planetwalzenextrudermodule/ Abschnitte übergeben. Die Auslaufseite/ Austrittsseite ist das Ende des Extruders, an dem das verarbeitete Extrusionsgut aus dem Extruder austritt.
Die Einlaufseite/Eintrittsseite ist das der Austrittsseite gegenüber liegende Ende, an dem das Extrusionsmaterial/Einsatzmaterial in den Extruder
einläuft/eintritt/aufgegeben wird.
Auch mit den kürzeren zusätzlichen Planetspindeln entsteht eine Stufung im Planetspindelbesatz. Die in dem Planetwalzenextrudermodul vorhandenen Planetspindeln werden als Planetspindelbesatz bezeichnet.
Es können die Planetspindeln auch mehrfach gestuft sein. Das lässt sich zum Beispiel mit unterschiedlichen Längen der zusätzlichen kürzeren Planetspindien und/oder durch teilweise bzw. unterschiedliche Zahnreduzierung der
zusätzlichen Planetspindeln erreichen.
Die zusätzlichen Planetspindeln reichen nach der Erfindung maximal bis an die Einfüllöffnung im Extrudermantel/Gehäuse des Füllteiles heran.
Vorzugsweise haben die kürzeren Planetspindeln nur eine Länge, die kleiner ist als die halbe Länge der Transportspindeln, die sich bis über die Einfüllöffnung des Planetwalzenextrudermoduls erstrecken.
Noch weiter bevorzugt ist die Länge der zusätzlich zur Erhöhung der
Förderwirkung eingesetzten Planetspindeln kleiner als 1/3 der Länge der anderen Planetspindeln.
Höchst bevorzugt wird die Länge der zusätzlich zur Erhöung der Förderwirkung eingesetzten Planetspindeln in Abhängigkeit vom Füllungsgrad des durch den erfindungsgemäßen Planetwalzenextrudermodul gebildeten Hohlraumes gewählt, und zwar so, dass die zusätzlichen Planetspindeln während des
Umlaufes in dem Gehäuse und um die Zentralspindel ganz von dem
Einsatzmaterial bedeckt sind. Vorteilhafterweise schließt die Erfindung auch eine radiale Vergrößerung des Planetwalzenextrudermoduls
-unter Neufertigung des Gehäuses und/oder der Buchse
-unter Verwendung eines vorhandenen Gehäuses bzw. einer vorhandenen innen verzahnten Buchse ein.
Vorhandene Gehäuse und Buchsen können aus der Ersatzteilbevorratung stammen oder eine größere Baugrößen aus einer vorhandenen Baureihe aufweisen.
Wahlweise werden auch Planetspindeln verwendet, die gegenüber den
Planetspindeln im Durchmesser größer sind, welche zu der Baugröße des ausgewählten Gehäuses und Buchse gehören.
Dabei kann sogar die hinsichtlich des Verzahnungsmoduls an sich zu kleine vorhandene Zentralspindel weiterverwendet werden,
-wenn auf die an sich zu kleine Zentralspindel eine innen und außen verzahnte Hülse mit der Innenverzahnung aufschraubbar ist und
-wenn die Hülse mit ihrer Außenverzahnung mit der Außenverzahnung der Planetspindeln korrespondiert/kämmen kann.
Für die Bauweise„mit aufgeschraubter Hülse“ ist unschädlich, ob und in inwieweit der Zahnmodul auf der Zentralspindel von dem Zahnmodul der Innenverzahnung abweicht. Die auf die Zentralspindel auszuschraubende Hülse wird nach der Auswahl von Gehäuse, Buchse und Planetspindeln mit einer Dicke gefertigt, welche dem verbleibenden Spalt zwischen weiterverwendeter Zentralspindel und den Planetspindeln angepasst ist.
Vorteilhafterweise ergibt sich mit den erfindungsgemäß größeren Planetspindeln eine bessere Abrollung der Planetspindeln in der Verzahnung der Zentralspindel und in der Innenverzahnung des Gehäuses. Das vereinfacht die Konstruktion. Außerdem reduziert sich die Drehzahl der Planetspindeln und deren
Umlaufgeschwindigkeit um die Zentralspindel.
Die geringere Drehzahl und die geringere Umlaufgeschwindigkeit sind für leichtes Extrusionsmaterial/Einsatzmaterial günstiger als hohe Drehzahlen und hohe Umlaufgeschwindigkeit, weil leichtes Extrusionsmaterial/Einsatzmaterial durch schneller drehende und schneller umlaufende Planetspindel wesentlich mehr aufgewirbelt wird als durch langsamer drehende und langsamer
umlaufende Planetspindeln. Wollte man das auf anderem Wege durch
Reduzierung der Drehzahl der Zentralspindel erreichen, so würde man sofort die Extrusionsleistung reduzieren.
Außerdem bewirkt die geringer Drehzahl eine geringere Scherung des Materials Für viele Kunststoffe ist das von großem Vorteil.
Für die geringere Drehzahl und geringere Umlaufgeschwindigkeite der
Planetspindeln ist eine geringere Antriebsenergie erforderlich. Damit wird weniger Energie in das Einsatzgut eingetragen.
Die geringe Umlaufgeschwindigkeit reduziert auch den Verschleiß.
Außerdem verteilt sich der Verschleiß an den größeren Planetspindeln auf mehr Zähne.
Beides verlängert die Standzeit der Planetspindeln.
Die im Durchmesser größeren Planetspindeln werden stabiler.
Das vergleichmäßigt den Verschleiß an den Planetspindeln, weil die
Planetspindeln sich unter ungleichmäßiger Belastung weniger verwinden.
Das reduziert auch die Bruchgefahr bei einer Belastung, die bei herkömmlich verwendeten Planetspindeln schon eine Überlastung verursacht.
Die erhöhte Verschleißfestigkeit der Planetspindeln ist unabhängig von dem Füllvorgang für alle Extruder wichtig, in den Einsatzgut mit hoher
Verschleiß Wirkung verarbeitet wird. Das ist zum Beispiel bei der Verarbeitung von Altgummi im Planetwalzenextruder zum Zwecke der Devulkanisation der Fall.
Soweit bei einer erfindungsgemäßen radialen Vergrößerung der
Außendurchmesser der umgebenden Gehäuse kleiner ist als der um den
Kopfdurchmesser der Schrauben reduzierte Teilkreisdurchmesser der
Schrauben (Durchmesser, auf dem die Schraubenmitten/Bohrungsmitten liegen) liegen die Bohrungen in den Befestigungsflanschen der benachbarten
Extruderabschnitten/Modulen frei. Dann ist es von Vorteil, Bohrungen in den Befestigungsflanschen des größeren Gehäuses vorzusehen, welche mit den Bohrungen in den Befestigungsflanschen der benachbarten Gehäuse in Deckung gebracht werden können. Durch die miteinander fluchtenden Bohrungen können herkömmliche Schrauben geführt werden. Die Verspannung der Schrauben fuhrt zu einer Verspannung der Befestigungsflansche.
Wenn noch größere erfindungsgemäße Planetspindeln und Gehäuse
Vorkommen, kann es von Vorteil sein, zur Verbindung der
Befestigungsflansche der größeren Gehäuse mit den Befestigungsflanschen der benachbarten Extruderabschnitte/Module einen Adapter vorzusehen. Der
Adapter hat vorzugsweise eine Ringform und wird zwischen den Flanschen eingesetzt.
Zugleich hat der Adapter passende Anschlußflächen für die betreffenden
Flansche. D.h. wenn der betreffende Flansch in seiner Anschlußfläche einen Vorsprung hat, so weist der ringförmige Adapter an seiner Anschlußfläche eine passende Vertiefung auf. Wenn der betreffende Flansch an seiner
Anschlußfläche eine Vertiefung hat, so weist der ringförmige Adapter an seiner Anschluß fläche einen passenden Vorsprung auf.
Vorzugsweise sind die Vorsprünge zylindrisch und die Vertiefungen von spiegelbildlicher Form. Das lässt sich einfach herstellen. Die Vorsprünge und Vertiefungen bewirken eine vorteilhafte Zentrierung der
Extruderabschnitte/Module.
Vorzugsweise sind die Vorsprünge zylindrisch und umfassen die Vertiefungen die zylindrischen Vorsprünge mit kleinerem Spiel als für eine Zentriering erforderlich.
Soweit die zwischen den Flanschen vorgesehenen Adapter aus
Festigkeitsgründen oder anderen Gründen aufgrund ihrer Dicke bei einer
Nachrüstung einer Extrusionsanlage mit einem erfindungsgemäßen
Abschnitt/Modul nicht mehr ohne weiteres in den bestehenden Spalt zwischen den Flanschen verbaut werden können, lässt sich der Spalt im Falle einer
Neuanfertigung des Gehäuses und der Planetspindeln auf ein gewünschtes Maß vergrößern.
Wenn sich aber ein Spaltweitenproblem auftut, weil ein vorhandenes größeres Gehäuse einer gängigen größeren Baugröße verwendet werden soll, so kann ein ringförmiger Adapter auch zunächst an einem der zugehörigen
Befestigungsflansche, vorzugsweise an dem kleineren Befestigungsflansch an der Seite verschraubt werden, welche dem erfindungsgemäß vergrößerten Planetwalzenextruderabschnitt/Modul abgewandt ist. Noch weiter bevorzugt besteht der Adapter dazu aus verschiedenen Bogenstücken, die an den
ursprünglichen Befestigungslöchem in den Flanschen verschraubt werden. Eine gewünschte Zentrierung lässt sich dabei
-mit einem zusätzlichen Zentrierring oder
-mit einem für Druck- und/oder Temperaturfühler bestimmten Ring und/oder
-mit einer anderen Ringkonstruktion darstellen, zum Beispiel mit einem für die Materialfuhrung geformten Ring, der an der Auslaufseite des erfindungsgemäßen Planetwalzenextrudermoduls an die
Materialeintrittsöfftiung des nachfolgenden Extrudermoduls anschließt und sich im Übergang zu Eintrittsöffnung/Einlaßöffnung des nachfolgenden Planetwalzenextrudermoduls kleinerer Größe verjüngt, so dass Toträume vermieden werden, in denen sich Material unkontrolliert aufhalten kann.
Das heißt, der Adapter kann allein oder mit anderen Teilen verschiedene
Aufgaben erfüllen, insbesondere als Zentrierring, Anlauffing, Stauring, Ring für Meßstellen.
Von Vorteil ist auch, wenn der Teilkreisdurchmesser der erfindungsgemäßen Planetspindeln so gewählt wird, dass für die Buchse und das umgebende
Gehäuse zumindest das gleiche Ausgangsmaterial wie für eine andere, größere, aber noch gängige Planetwalzenextruder-Baugröße gewählt werden kann.
Durch Verwendung gleichen Ausgangsmaterials kann die Vorratshaltung erheblich vereinfacht werden.
Unabhängig von der Frage der Verwendung von Gehäusen und Buchsen einer anderen Baugröße sind das sich aus der Vergrößerung ergebende Gehäuse und die zugehörige Buchse vorzugsweise genauso rohrförmig (nur mit größeren Abmessungen) ausgebildet wie die Gehäuse der benachbarten
Planetwalzenextruderaberschnitte/Module.
Das rohrförmige Gehäuse besitzt vorzugsweise ebenfalls außen angeordnete Flansche zur Verbindung mit Gehäusen von benachbarten
Extruderabschnitten/Modulen.
Die zum größeren Gehäuse gehörige größere Buchse ist gleichermaßen mit der Innenverzahnung und den außen eingearbeiteten Kühlkanälen versehen.
Die größere Gehäuse/Buchsenkonstruktion kann auch gleichartige
Ausnehmungen für einen Anlauffing und eine gegebenenfalls darüber
hinausgehende Ringkonstruktion, wie in der PCT/EP2017/001372 beschrieben, besitzen, allerdings mit anderen Maßen. Wie oben ausgeführt, kann zur Verbindung eines an einem erfindungsgemäßen, größeren Gehäuse außen sitzenden Flansches mit dem Befestigungsflansch eines benachbarten, kleineren Extrudermoduls ein Adapter, vorzugsweise ein
ringförmiger Adapter, vorgesehen sein. Der Adapter wird entweder vorher an dem Flansch des größeren Gehäuses verschraubt, um anschließend mit dem kleineren Gehäuseflansch des benachbarten Extruderabschnitts/Moduls verschraubt zu werden.
Oder der Adapter wird vorher mit dem kleineren Gehäuseflansch des
benachbarten Extrudermoduls verschraubt, um anschließend mit dem Flansch des größeren Extrudermoduls verschraubt zu werden.
Wahlweise bildet der auslaufseitige Adapter zugleich
-ein Widerlager für den Anlauffing, an dem die Planetspindeln eines in Strömungsrichtung vorgeordneten Planetwalzenextrudermoduls
gleiten,
-oder sogar ganz oder teilweise den Anlaufring für den in
Strömungsrichtung vorgeordneten Planetwalzenextrudermodul
-oder ein Widerlager für einen Stauring
-oder ganz oder teilweise den Stauring
-oder ein Widerlager für einen Dispergierring
-oder ganz oder teilweise einen Dispergierring
-oder ganz oder teilweise eine Ringkonstruktion mit obigen und auch mit weiter gehenden Aufgaben
Außerdem kann der einlaufseitige Adapter wahlweise zugleich
-allein oder zusammen mit dem Gehäuse des benachbarten
Extrudermoduls einen Sitz und/oder Widerlager für eine dortige andere Ringkonstruktion bilden -allein oder zusammen mit mit anderen Teilen die dortige andere Ringkonstruktion bilden
Bei einer erfindungsgemäßen Vergrößerung des Füllteiles
-kann es insbesondere bei gleichzeitiger Anwendung eines Stopfwerkes von Vorteil sein, die Planetspindeln über die Einfüllöffnung im Gehäuse hinaus zu verlängern und an dem Ende mit einer Normalverzahnung zu versehen, damit die Planetspindeln dort im Gehäuse und an der
Zentralspindel eine größere Abstützung erfahren
-kann es von Vorteil sein, eine der umlaufenden Planetspindeln in dem erfindungsgemäßen Planetwalzenextrudermodul als Putzer auszubilden. Dazu ist diese Planetspindel dann aus mindestens zwei
Planetspindelabschnitten zusammengesetzt, wobei der eine
Planetspindelabschnitt an der Stoßstelle mit dem anderen
Planetspindelabschnitt mit einem Zapfen in eine Bohrung des anderen Planetspindelabschnittes greift und im Tiefsten der Bohrung eine
Tellerfeder vorgesehen ist. Die Tellerfeder ist so ausgelegt, dass sie den einlaufseitigen Planetspindelabschnitt mit der gegenüber liegenden
Stirnwand in eine gleitende Berührung bringt. Dabei schiebt diese
Planetspindel die Abzugsöffnungen in der Stirnwand bei jedem Umlauf frei. Die Tellerfedem geben der an beiden Enden im Gehäuse gleitenden Planetspindeln die Möglichkeit, sich einer Dehnung und eine Kontraktion der Konstruktion anzupassen.
Eine weitergehende Aufgabe des Adapters kann die Bildung einer
Kühlfläche/Heizfläche sein. Vorzugsweise ist dazu ein mindestens zweiteiliger Adapter vorgesehen, von dessen Teilen ein Kanal für eine Temperierung (Kühlung/Beheizung) umschlossen wird. Durch die Zusammensetzung aus mehreren Teilen ergeben sich Fertigungsvorteile pnd Reinigungs vorteile. Der Kanal ist darüber hinaus mit einem Anschluß für eine Leitung zum Abführen des anfallenden Gases versehen sein.
Für die Temperierung des Adapters gilt das gleiche wie für die Temperierung des Gehäuses.
Bei der Temperierung des auslaufseitigen Adapters kann ein wesentlicher Teil des Adapter- Volumens für den Verlauf des Kühlkanals verplant werden.
Vorzugsweise finden dazu mehrgängige Kanäle Anwendung. Solche Kanäle können zum Beispiel kreisförmig und mit unterschiedlichem Durchmesser ausgebildet sein, so dass der eine kreisförmige Kanal für den Gasabzug und der daneben liegende (innen oder außen liegende kreisförmige Kanal) für die Kühlung verwendet werden kann.
Anstelle zweier Kanäle können auch mehr kreisförmige Kanäle konzentrisch angeordnet werden.
Anstelle der kreisförmigen Anordnung kann auch ein spiralförmiger Verlauf beider nebeneinander liegender Kanäle in Betracht kommen; desgleichen ein mäandernder Verlauf beider nebeneinander liegender Kanäle, wobei das
Mäandern nicht in der üblichen Form auf einer Geraden, sondern auf einer Ringfläche stattfindet, so dass die beiden nebeneinander liegenden Kanäle ihre Richtung gemeinsam ändern von
radial - in Umfangsrichtung - in radial - in Umfangsrichtung usw., bis die Kanäle in Umfangsrichtung wieder an den Anfang kommen.
Der Adapter kann vorteilhafterweise auch Bohrungen zur Messung der
Massetemperatur und/oder des Massedrucks aufweisen. Die Bohrungen dienen dem Einschrauben von Meßfühlern. Die Meßfehler können mittelbar über eine zwischenliegende Membran messen. Vorzugsweise ist eine unmittelbare Messung vorgesehen, bei der die Meßfühler unmittelbar in das zu messende Medium ragen.
Aufgrund der geringeren Belastung der Extruderabschnitte/Module bei
erfindungsgemäßer radialer Vergrößerung können die Materialdicken an der Buchse im Tiefsten zwischen den sich in radialer Richtung erstreckenden Stegen bei den Baugrößen von 70 bis 280mm gegenüber den angegebenen Grenzen um mindestens 25% reduziert werden, bei den Baugrößen bis 180mm sogar um mindestens 40% reduziert werden. Gleichwohl bleiben den Buchsen
aufgrund der sich in radialer Richtung und in Umfangsrichtung
erstreckenden Stegen der Verzahnung und aufgrund der sich in radialer Richtung und in Umfangsrichtung erstreckenden Stegen zwischen den für die Temperierung vorgesehenen Kanäle
noch ausreichende Festigkeiten.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen bekannten Extruder mit folgenden Komponenten/ Abschnitten: Antrieb 1, Einzug 2, Planetwalzenextruderabschnitte 3.1, 3.2 und 3.3, 4 und Austragdüse 6.
In den Einzug 2 mündet eine Dosierung 8. Von dem Behälter 8 führt eine
Dosierungsleitung in den Einzug 2. Der Einzug ist ein Einschnecken
Die Dosierung 8 wird in nicht dargestellter Form mit einem Granulat gefüllt.
Das Granulat ist ein Compound, bestehend aus 40Gew% Polyethylen und
60Gew% Kreide, Zuschlägen und Additiven. Die Gew% beziehen sich auf das gesamte Einsatzmaterial. Die Kreide ist ein fein gemahlener Füllstoff. Die Gew- Anteile werden nach Bedarf anders eingestellt. Das geschieht durch
entsprechende Compoundbestellung.
Das Granulat gelangt aus der Dosierung 8 in den Einzug 2 und wird von dort in Extrusionsrichtung gefördert. Die Extrusionsrichtung weist in der Zeichnung von links nach rechts.
Der Einzug 2 ist in Modulbauweise gestaltet. Dieser Modul hat die Bauweise eines Planetwalzenextruders.
In dem Einzug 2 findet eine erste Erwärmung des Granulates statt. Die
Erwärmung erfolgt durch die Verformungsarbeit in dem Einzug 2 und durch Zuführung von Wärme mittels eines Heiz-Kühlkreises 15. Der Heiz-Kühlkreis 15 wirkt mit dem Gehäusemantel des Moduls zusammen. Über den
Gehäusemantel wird die Wärme auf das eingefüllte Mahlgut übertragen.
Das Extrusionsmaterial gelangt im Ausführungsbeispiel mit Vorwärmtemperatur in den nächsten Extruderabschnitt/Modul 3.1. An den Extruderabschnitt/Modul 3.1 schließen sich Extruderabschnitte/Module 3.2 und 3.3,4. Die Module 3.1 bis 4 haben auch die Bauweise von Planetwalzenextrudem. Die Module 2, 3.1, 3.2 und 3.3, 4 besitzen aufeinander abgestimmte Gehäuse und nicht dargestellte Anschlußflansche, an denen sie miteinander verbunden werden. Die Verbindung ist eine Verschraubung.
In dem Planetwalzenextruderabschnitten/Modulen 3.1, 3.2 und 3.3, 4 wird das Extrusionsgut zwischen den umlaufenden Planetspindeln, der Zentralspindel und dem innen verzahnten Extrudergehäuse vielfach geknetet, so dass sich immer neue Oberflächen bilden, die im Falle notwendiger Erwärmung wie auch im Falle notwendiger Kühlung zur Wärmeübertragung genutzt werden können. Im Falle notwendiger Kühlung werden die sich bildenden Oberflächen genutzt, um überschüssige Wärme abzuführen. Durch die Erwärmung entsteht Schmelze.
Die genaue Temperierung der Module 3.1, 3.2 und 3.3 sowie 4 erfolgt mit Heiz- Kühlkreisen 16, 17, 19, 20. Im Ausführungsbeispiel wird die Schmelze auf 220 Grad Celsius erwärmt und gehalten.
Zusätzlich ist im Ausführungsbeispiel für die Verarbeitung der Schmelze eine Zugabe flüssiger Additeve vorgesehen. Die Flüssigkeitszugabe erfolgt über einen Einspritzring 21. Der Einspritzring 21 ist zwischen den Modulen 3.1 und 3.2 vorgesehen. Der Einspritzring 21 ist über eine Leitung mit einer Pumpe und einem Vorratsbehälter verbunden.
Nach Fig. 1 bildet der Einspritzring 21 zugleich den Anlaufring für die
umlaufenden Planetspindeln des Moduls 3.1.
Ferner sind an dem Einspritzring 21 Öffnungen vorgesehen, in denen
Druckmeßgeräte und Temperaturmeßgeräte sitzen. Diese Geräte sind in die Steuerung der Heiz-Kühlkreise eingebunden.
Auch an den Moduln 3.2 und 3.3 sind Anlauffinge 22 und 23 vorgesehen, mit denen sich Druckmessungen und Temperaturmessungen wie an dem Modul 3.1 durchführen lassen.
Die PE-Schmelze wird mit der Temperatur von 220 Grad Celsius aus der
Extrusionsanlage ausgetragen. Dazu ist der Modul 4 austrittseitig mit einer Düse 24 vorgesehen. Mit der Düse 24 werden in nicht dargestellter Form
Abwasserrohre mit einem Durchmesser von 50mm hergestellt.
Fig.l zeigt auch eine schematische Anwendung der Erfindung.
Dabei ist anstelle des Füllteiles 2 ein gestrichelt dargestelltes Füllteil 2.1 vorgesehen, das gegenüber dem Füllteil 2 einen radial vergrößerten Hohlraum aufweist. Bei gleichbleibender Zentralspindel äußert sich die Hohlraumvergrößerung in einer Durchmesservergrößerung des
Planetwalzenextrudermoduls, der das Füllteil bildet.
Mit der Vergrößerung des Füllteil-Hohlraumes verbreitert sich das in dem
Füllteil verarbeitbare Komsprektrum. Insbesondere kann feineres Mahlgut in den Extruder eingezogen werden, das sonst abgesiebt und entsorgt werden muß.
Fig. 3 zeigt schematisch herkömmliche Planetspindeln 321 für
Planetwalzenextruder
Diese Planetspindeln 321 bilden mehrgängige Schnecken, die sich mit
gleichbleibender Neigung über die gesamte Spindellänge erstrecken.
Die Schneckengänge sind in der Zeichnung durch schräg zur Spindellängsachse verlaufende Striche dargestellt.
Die Schneckengänge verlaufen in der Seitenansicht von rechts rechtsgängig, im Uhrzeigersinn. Die Schnecken besitzen außenseitig eine Verzahnung. Die korrespondierende spiegelbildliche Verzahnung findet sich an der Zentralspindel des Planetwalzenextruderabschnittes und dem innen verzahnten umgebenden Gehäuse, so dass die Planetspindeln 321 sowohl mit der Gehäuseverzahnung als auch mit der Zentralspindel kämmen können.
Fig. 4 zeigt bekannte Planetspindeln 322, welche einerseits die gleichen
Schneckengänge wie die Schnecken/Spindeln nach Fig. 3 besitzen. Andererseits besitzen die Spindeln zugleich linksgängig verlaufende Nuten, welche die rechtsgängig verlaufenden Schneckengänge schneiden. Die linksgäng
verlaufenden Nuten sind mit Strichen in der Fig. 4 dargestellt, welche die aus Fig. 3 bekannten Schneckengänge rechtwinklig kreuzen. Das ist mit kreuzenden Strichen dargestellt. Durch die kreuzenden Nuten werden die Stege zwischen den Schneckengängen, welche im Querschnitt die Zähne der Verzahnung bilden, unterbrochen. Die zwischen zwei Unterbrechungen verbleibenden Zähne bilden einen stachelartigen/noppenartigen Zahn. Die vielen nebeneinander entstehenden Stachel/Noppen fuhren zu der Bezeichnung Noppenverzahnung. Die Unterbrechungen werden im weiteren als Zahnlücken bezeichnet.
Fig. 2 zeigt weitere Planetenspindeln 23 mit einem Teil 25, welcher der
Verzahnung nach Fig. 3 nachgebildet ist, und mit einem Teil 24, welcher der Verzahnung nach Fig. 4 nachgebildet ist.
Fig. 6 und 8 zeigen für die Verwendung Planetspindel 60 für die Verwendung in einem erfindungsgemäßen Planetwalzenextruder.
Die Planetspindel 60 besteht aus zwei Teilen 61 und 62. Der Teil 61 entspricht einer herkömmlichen Planetspindel mit vollem Zahnbesatz. Im
Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Planetspindel mit einem
Teilkreisdurchmesser von 34mm, mit einem Außendurchmesser von 42mm und einem Durchmesser von 26mm am Zahnfuß des Zahnbesatzes. Im
Ausführungsbeispiel hat der Teil 61 eine Länge von 200mm. Die Gesamtlänge der Planetspindel 60 beträgt 1000mm.
Dadurch ergibt sich für den Teil 62 eine Länge von 800 mm. Der Teil 62 definiert den Bereich besonderer Ausbildung der Planetspindel, Teil 61 definiert den Restbereich. Im Teil 61 hat die Spindel 7 Zähne 64, die ähnlich wie
Gewindegänge, aber mit sehr großer Steigung an der Planetspindelaußenseite verlaufen. Dies ist in der Fig. 8 dargestellt.
Im Teil 62 sind 3 Zähne 64 abgefräst worden. Das ist vor einer
Oberflächenhärtung der Zähne 64 erfolgt. Die Verteilung der verbliebenen Zähne ist in Fig. 7 dargestellt. Dabei liegen noch zwei Zähne 64 nebeneinander. Zu den übrigen Zähnen ergibt sich eine Zahnlücke. Die Planetspindeln nach den Fig. 6 und 8 werden als Transportspindeln bezeichnet, weil sie im Unterschied zu den Noppenspindel eine größere
Transportwirkung haben.
Jedoch zeigt sich auch, dass die von den Transportspindeln geleistete
Verformungsarbeit überraschend gering ist. Dementsprechend gering ist der Energieeintrag in das Extrusionsgut. Das erleichtert die Einhaltung der für das Extrusionsgut erforderlichen Temperaturfuhrung.
In dem bekannten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 handelt es sich um einen Extruder mit 70 mm Gehäusedurchmesser (bezogen auf den
Teilkreisdurchmesser der Gehäuseinnenverzahnung/Innenverzahnung der Gehäusebuchse). Die maximale Planetspindelzahl für den Besatz der Module 3.2, 3.2, 3.3 und 4 ist 7. Es sind jeweils 6 Planetspindeln der Bauart nach den Fig.6 und 8 für die Verarbeitung von Mahlgut in jedem Modul vorgesehen.
In anderen Ausfuhrungsbeispielen sind in den verschiedenen Modulen
unterschiedliche Planetspindeln vorgesehen. Die Unterschiede können dabei die Zahl der„fehlenden“ Zähne betreffen. Die Unterschiede können sich auch aus der Kombination mit Spindeln anderer Bauart ergeben. Die Unterschiede können sich auch aus der Kombination unterschiedlicher Verzahnung an einzelnen oder sämtlichen Planetspindeln ergeben. Mindestens ist eine teilweise als Transportspindel ausgebildete Planetspindel in der Extrusionsanlage vorgesehen.
Fig. 9 zeigt eine Planetspindel mit einer Normalverzahnung 80 an einem Ende, dann einen Bereich 81 mit einer Noppenverzahnung und einen Bereich 82 mit einer reduzierten Verzahnung wie vorstehend beschrieben.
Fig. 10 zeigt eine Planetspindel mit einer Normalverzahnung 85 an einem Ende, dann einem Bereich 86 mit einer Noppenverzahnung, dann einem Bereich 87 mit einer reduzierten Verzahnung und wieder eine Normalverzahnung am anderen Spindelende.
Die Länge der Module beträgt in den Ausführungsbeispielen 400mm. Die
Planetspindeln besitzen im Ausführungsbeispiel eine geringere Länge, zum Teil eine unterschiedliche Länge.
Nach Fig. 11 und 12 ist ein Planetwalzenextrudermodul für die Aufgabe von Extrusionsmaterial/Einsatzmaterial in einen Extruder dargestellt. Der Modul kann anstelle des Füllteiles 2 in dem Extruder nach Fig. 1 treten. In anderen Ausführungsbeispielen ist der Modul an anderer Stelle im Extruder, zum
Beispiel als zweiter oder dritter Modul. Es können auch zwei oder mehr Module verwendet werden, wobei der eine Modul an die Stelle des Füllteiles 2 tritt und ein zweiter Modul an anderer Stelle in dem Extruder vorgesehen ist. Mit den verschiedenen Modulen werden unterschiedliche Anteile der Einsatzmischung separat in den Extruder aufgegeben. Zum Beispiel Polymere oder
Polymermischungen in den Modul, der anstelle des Füllteiles 2 vorgesehen ist, und Füllstoffe, Additive und Zuschläge über einen weiteren, an anderer Stelle angeordneten Modul.
Zu dem Planetwalzenextrudermodul gehört ein Gehäuse 100, welches an jedem Ende mit einem Flansch 101 versehen ist. Außerdem besitzt das Gehäuse eine Buchse 109, welche mit einer Innenverzahnung 1 10 versehen ist. Außen sind die Buchse Kühl/Heizkanäle 108 eingearbeitet. In dem montierten Zustand sind die Heiz/Kühlkanäle 108 außen durch das Gehäuse geschlossen. An den Enden der
Heiz/Kühlkanäle 108 sind Zuleitungen/ Ableitungen für ein Temperierungsmittel vorgesehen. In Fig. 12 ist von den beiden Zuleitungen/ Ableitungen ein Anschluß 103 dargestellt. Mittig in dem Gehäuse 100 ist eine Zentralspindel 107 angeordnet.
Antriebsseitig ist die Zentralspindel 107 als Vielkeilwelle 105 ausgebildet, um mit einem Getriebemotor zu korrespondieren.
Zwischen der Innenverzahnung 110 und der Zentralspindel 107 sind
Planetspindeln 106 vorgesehen. Die Planetspindeln 106 kämmen mit der
Verzahnung der Zentralspindel 107 und der Innenverzahnung 110.
In der Zeichnung zeigen die Planetspindeln 106 eine
Normal/Standardverzahnung wie die Zentralspindel und die Buchse 109. Anders als dargestellt handelt es sich aber um Transportspindeln.
Überdies ist oben auf dem Gehäuse 100 ein Flansch 102 mit einer
Einlauföffnung 104 für das zur Extrusion bestimmte Einsatzmaterial
vorgesehen. An dem Flansch 102 wird ein Einlauftrichter befestigt. Im
Ausführungsbeispiel ist keine zusätzliche Temperierung des Flansches
vorgesehen. In anderen Ausfiihrungsbeispielen ist eine nicht dargestellte zusätzliche Temperierung des Flansches und ggfs des Einlauftrichters
vorgesehen, um eine Material, welches zum Kleben oder Anbacken neigt, so zu temperieren, dass die Neigung zum Kleben oder Anbacken minimiert wird.
Fig. 13 zeigt den Einzug mit einem geöffneten Mantel 100, so dass der Blick auf die Transportspindeln 106 frei ist.
Im Betrieb läuft das Extrusionsmaterial aus dem nicht dargestellten
Einlauftrichter drucklos in die EinlaufÖffhung 104 des Mantels 100 ein.
Drucklos heißt, dass über das Gewicht der über der Einlauföffnung 104
stehenden Materialsäule hinaus kein Druck in Richtung der EinläufÖffnung auf das Material ausgeübt wird. Das Extrusionsmaterial tritt zwischen die Transportspindeln 106 und wird von den Transportspindeln erfasst und extrem schonend in Mischung gebracht und in Richtung der anderen Planetwalzenextruderabschnitte/Module gefördert, um dort weiter bearbeitet zu werden.
Fig. 14 und 15 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Das weitere Ausfuhrungsbeispiel unterscheidet sich von dem
Ausfuhrungsbeispiel nach den Fig. 11 bis 13 durch einen anderen
Gehäusemantel 119. Der Gehäusemantel 119 besitzt auch eine Einlauföffnung 120 für Einsatzmaterial. Darüber hinaus ist der Gehäusemantel 119 mit einer Innenverzahnung 121 versehen, die wie die Innenverzahnung nach Fig. 11 bis 13 geeignet ist, mit den Planetspindeln 106 zusammen zu wirken. Im
Unterschied zur Gehäuseinnenverzahnung nach Fig. 11 bis 13 ist die
Verzahnung ist die Innenverzahnung 121 aber in dem sich an die Einlauföffnung 120 anschließenden und in Umlaufrichtung der Zentralspindel erstreckenden Bereich 122 abgeflacht. Die Umlaufrichtung der Zentralspindel verläuft in der Darstellung nach Fig. 14 im Uhrzeigersinn.
An dem der Einlauföffnung benachbarten Ende sind die Zähne um 3L ihrer Höhe durch die Abflachung verringert. Diese Abflachung 133 nimmt im
Ausführungsbeispiel in Umlaufrichtung der Zentralspindel ab. Dabei erstreckt sich die Abflachung 133 im Ausführungsbeispiel über 1/10 des Umfanges des zu der Gehäuseinnenverzahnung gehörenden Teilkreises. In anderen
Ausführungsbeispielen kann sich der Bereich über mindestens des Umfanges des Teilkreises oder mindestens Vz des Umfanges des Teilkreises oder
mindestens 3A des Umfanges des Teilkreises erstrecken. Dabei wird das
Erstreckungsmaß des Bereiches 122 von dem Punkt aus bestimmt, in dem sich der Bereich 122 in der Darstellung nach Fig. 14 mit einem Schnitt durch die Mitte der im Querschnitt kreisförmigen Einlauföffnung an die Einlauföffnung anschließt. Die Erstreckungsrichtung des Bereiches 122 verläuft in der Darstellung nach Fig. 14 allein in Umfangsrichtung. In anderen Ausführungsbeispielen kann die in Fig. 14 dargestellte Erstreckungsrichtung auch in Umfangsrichtung und zugleich geneigt zur Längsrichtung des Gehäuses verlaufen.
Fig. 15 zeigt, dass die Abflachung 133 sich im Ausführungsbeispiel über die gesamte Öffnungsweite der Einlauföffnung erstreckt. In anderen
Ausführungsbeispielen erstreckt sich die Abflachung 133 über höchstens 90% der Öffnungsweite der Einlauföffnung, in noch weiteren Ausiührungsbeispielen über höchstens 80% der Öffnungsweite der Einlauföffnung und noch anderen Ausführungsbeispielen über höchstens 70% der Öffnungsweite der
Einlauföffnung.
Die Abflachung 133 kann sich bei Bedarf in der in Fig. 15 dargestellten Breite in noch weiteren Ausführungen auch über die Öffnungsweite der Einlauföffnung hinaus erstrecken, zum Beispiel um höchstens weitere 10% der Öffnungsweite oder um höchstens weitere 20% der Öffnungsweite oder um höchstens 30% der Öffnungsweite.
Die in Fig. 14 und 15 gezeigte Abflachung bildet einen Einlauftrichter, der den Einzug des Einsatzmaterials in die Extrusionsanlage erleichtert.
Fig. 16 zeigt einen ursprünglichen Zahn 136 zwischen Zahnlücken 135. Die Darstellung beinhaltet einen Ausschnitt einer Gehäuseinnenverzahnung.
Durch Funkenerosion ist ein strich-punktiert dargestellter Zahn 137 mit geringerer Höhe, rundem Kopf und Zahnflanken gezeigt, die zum
Teilkreisdurchmesser der Gehäuseinnenverzahnung eine geringere Neigung aufweisen als die Zahnflanken des ursprünglichen Zahnes 136. Fig. 17 zeigt einen Querschnitt durch einen Planetwalzenextruderabschnitt mit einer Feststoffzuführung. Der Querschnitt zeigt ein Gehäuse 201 mit einer Innenverzahnung 205. In dem Gehäuse 201 laufen eine Zentralspindel 204 und Planetspindeln 203 um.
Die Feststoffzuführung besitzt einen nicht dargestellten Trichter mit einem zylindrischen Auslauf, der an das Gehäuse 201 angeflanscht ist. Der Trichter mit dem zylindrischen Auslauf ist in Bezug auf die Mitte der Zentralspindel 204 exzentrisch angeordnet. Das heißt, die Mittelachse 208 der Zuführung 202 verläuft im Abstand an der Mittelachse der Zentralspindel vorbei. Der Abstand beider Achsen ist im Ausführungsbeispiel etwas größer als ein Viertel des Teilkreisdurchmessers der Gehäuseinnenverzahnung 205, aber wesentlich kleiner als der halbe Teilkreisdurchmesser der Gehäuseinnenverzahnung 205. Infolgedessen weist die Mittelachse 208 in einen Bereich der Bewegungsbahn der Planetspindeln 203, in dem die Planetspindeln 203 sich nach Erreichen der Höchststellung in der Ansicht nach Fig. 17 deutlich abwärts bewegen. Auf dem Wege wird das Material sehr viel besser in den Planetwalzenextrudermodul eingezogen als bei der herkömmlichen Anordnung der Materialzuführung über dem Planetwalzenextrudermodul, bei der die Mittelachse der Zuführung senkrecht auf der Mittelachse des Planetwalzenextrudermoduls steht. Das
Material ist in der Ansicht nach Fig. 17 schematisch mit Partikeln 206
dargestellt.
Infolge der Abmessungen der Feststoffzuführung steht die Feststoffzuführung bei der erfindungsgemäßen exzentrischen Anordnung der Feststoffzuführung in der senkrechten Projektion auf eine horizontale Ebene, in der die Mittelachse des Planetwalzenextrudermoduls liegt, gegenüber dem
Planetwalzenextrudermodul vor. Um gleichwohl die Feststoffpartikel 206 gut in den Planetwalzenextrudermodul zu lenken ist ein sich verjüngender Übergang 207 von der Materialzuführung in den Planetwalzenextrudermodul vorgesehen. Im Ausfuhrungsbeispiel bildet der Übergang eine Schräge. Die Schräge verläuft unter einem Winkel von 60 Grad zur Horizontalen.
Fig. 18 zeigt die Kombination eines herkömmlichen Füllteiles mit einem
Planetwalzenextrudermodul, der gleichfalls für den Eintrag von
Extrusionsmaterial bestimmt ist. Der Planetwalzenextrudermodul ist mit 220 und das Füllteil mit 221 bezeichnet.
Zu dem Planetwalzenextrudermodul 220 gehören Planetspindeln 226 und eine Materialzufuhrung wie in Fig. 17 dargestellt.
Zu dem Füllteil 221 gehören eine Einzugschnecke 227 und eine
Materialzuführung 228.
Die Materialzuführung 228 dient der Zuführung von Polymeren und von
Polymermischungen, die Materialzuführung 225 der Zuführung von Füllstoffen, Zuschlägen und Additiven.
In Fig. 19 ist ein Ausschnitt einer Buchse 301 für einen zum Einträgen von Extrusionsmaterial vorgesehenen Planetwalzenextrudermodul dargestellt.
Innenseitig ist die Verzahnung 302 ersichtlich; außenseitig die
Ausdrehungen/ Ausffäsungen, welche Kanäle 303 bilden. Das Maß im Tiefsten zwischen den Zähnen und im Tiefsten der Kanäle ist mit 304 bezeichnet.
Fig. 20 zeigt einen Extruder mit einem als Planetwalzenextruder ausgebildeten Planetwalzenextruderabschnitt 311, einem Antrieb 310 und einem Austritt 316.
Das Gehäuse des Abschnittes 31 list an beiden Enden mit Flanschen 313 und 314 versehen. Mit dem Flansch 313 ist es an einem Flansch 312 des Antriebes verspannt und mit dem Flansch 314 an einem Flansch 315 des Austritts 316 verspannt. Der Abschnitt 311 besitzt im Gehäuse eine nicht dargestellte, innen verzahnte Buchse, eine nicht dargestellte Zentralspindel, die von dem Antrieb in
Drehbewegung gesetzt wird.
Um die Zentralspindel laufen im Ausfuhrungsbeispiel vier Planetspindeln um. Die Planetspindeln sind gleichmäßig am Umfang der Zentralspindel verteilt und kämmen sowohl mit der Außenverzahnung der Zentralspindel als auch mit der Innenverzahnung der Buchse.
Die Zentralspindel gehört einer bestimmten Baugröße an.
Das Gehäuse mit der innen verzahnten Buchse gehört einer anderen, größeren Baugröße an. Dadurch ergibt sich zwischen der Zentralspindel und der Buchse ein größerer Abstand als zwischen der Zentralspindel und einer Buchse/Gehäuse gleicher Baugröße wie die Zentralspindel. Die Baugröße ist jeweils dem
Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung von Buchse/Gehäuse entlehnt. Auch, wenn der Teilkreisdurchmesser der Zentralspindelverzahnung wesentlich kleiner als der Teilkreisdurchmesser der Verzahnung der Buchse/Gehäuse ist, so kann doch der kleinere Teilkreisdurchmesser mit dem größeren
Teilkreisdurchmesser der Verzahnung der Buchse/Gehäuse korrespondieren.
In dem Abstand zwischen der Zentralspindel und der Buchse/Gehäuse müssen die Planetspindeln umlaufen und gleichzeitig mit der Verzahnung der
Zentralspindel und der Innenverzahnung von Buchse/Gehäuse kämmen.
Entsprechend dem größeren Abstand ergeben sich dabei größere
Planetspindeldurchmesser.
Für die Planetspindeln des Extruders nach Fig. 20 gilt das gleiche wie für andere bekannte Planetspindeln: Alle umlaufenden Planetspindeln gleiten an einem Anlaufring.
Am Gehäuse des Abschnittes 311 ist eine Füllstelle 318 mit einem Fülltrichter 317 vorgesehen. An den Stellen 319 und 320 erfolgt wahlweise die Zugabe weiterer
Einsatzstoffe.
In einem anderen Ausführungsbeispiel sind anstelle des einen
Planetwalzenextrudermoduls drei kleinere Planetwalzenextrudermodule vorgesehen, deren Gesamtlänge dem in Fig. 20 dargestellten
Planetwalzenextrudermodul entspricht. Bei Beibehaltung des
Planetspindelbesatzes hat jeder Planetwalzhenextrudermodule vier
Planetspindeln.
In einem anderen Ausführungsbeispiel ist zwischen den beiden Flanschen 314 und 315 eine besondere Ringkonstruktion vorgesehen. Die Ringkonstruktion bildet zugleich einen Anlauffing und eine Meßstelle für Druck und Temperatur. Die Meßdaten werden über eine Leitung 321 abgezogen.
Die zur Fig. 20 erläuterte Kombination einer vorhandenen Zentralspindel mit einem vergrößerten Gehäuse/Buchse und vergrößerten Planetspindeln erfolgt in anderen Ausführungsbeispielen mit allen vorstehend dargestellten und
erläuterten Extrudern.
Fig. 22 zeigt eine Extrusionsanlage mit einem Antrieb 340 und zwei
hintereinander angeordneten Planetwalzenextrudermodulen 341 und 342. Der Modul 342 ist besitzt eine Standardgröße. Der Modul 341 dient als Füllteil und ist radial vergrößert. Die Einfüllöffnung des Füllteils ist in Fig. 22 schematisch dargestellt und mit 490 bezeichnet.
Alle Module 341 und 342 werden von derselben Zentralspindel durchdrungen. Die Gehäuse und die zugehörigen Buchsen der Module 341 und 342 sind unterschiedlich. Das Gehäuse des Moduls 342 entspricht der Baugröße, die üblicherweise zu der Zentralspindel gehört, und ist wesentlich kleiner als beim Modul 341. Entsprechendes gilt für die Planetspindeln.
Das Gehäuse des Moduls 341 ist wesentlich größer und ist einer größeren Baugröße entnommen worden. Die größere Baugröße hat eine Buchse mit einer Innenverzahnung mit wesentlich größerem Teilkreisdurchmesser als bei dem Modul 342.
Während in den Modulen 342 Planetspindeln mit gleichem
Teilkreisdurchmesser und mit ihrer Außenverzahnung mit der Außenverzahnung der Zentralspindel kämmen, haben die Planetspindeln des Moduls 341 einen größeren Teilkreisdurchmesser. Aber auch diese Planetspindeln kämmen mit der gemeinsamen Zentralspindel. Das ist möglich, weil der Zahnmodul der
Verzahnung der Zentralspindel der gleiche ist wie der Zahnmodul der
Planetspindeln aller Planetwalzenextrudermodule 341 und 342. Die Anzahl der Zähne der Planetspindeln in dem Planetwalzenextrudermodul 341 ist allerdings größer als die der Planetspindeln in den anderen Planetwalzenextrudermodulen 342. Das bedingt einen größeren Teilkreisdurchmesser der Planetspindeln in dem Modul 341, damit die Planetspindeln gleichzeitig mit der Zentralspindel und der Innenverzahnung der Buchse kämmen.
Die Gehäuse aller Planetwalzenextrudermodule und des Antriebes 340 sind mit Flanschen aneinander verschraubt.
Der radial vergrößerte Planetwalzenextrudermodul 341 besitzt ein rohrförmiges Gehäuse mit Flanschen 346 und 348 an beiden Enden.
Der einlaufseitige Flansch 346 ist über einen Adapterring 347 mit einem Flansch 345 des Antriebes 340 verschraubt. Dabei sind unterschiedliche
Schraubverbindungen vorgesehen: eine Schraubverbindung zwischen dem Flansch 345 und dem Adapterring 347 und eine Schraubverbindung des
Adapterringes 347 mit dem Flansch 346. Die Schraubverbindung besteht im Ausführungsbeispiel aus 6 Schrauben, In anderen Ausführungsbeispielen sind mehr Schrauben vorgesehen.
Im Ausführungsbeispiel bewirkt der Adapterring 347 zugleich eine Zentrierung der miteinander verbundenen Extruderteile. Dazu greift der Adapterring 347 mit einem Vorsprung in eine Ausnehmung des Flansches 345, während der Flansch 346 mit einem Vorsprung in eine Ausnehmung des Adapterrings 347 greift.
Der auslaufseitige Flansch 348 ist über einen Adapterring 350 mit dem Flansch 351 eines benachbarten Extruderabschnitts/Moduls verschraubt. Dabei sind wie an der zuvor erläuterten Verschraubung mehrere Schrauben vorgesehen.
Außerdem bewirkt der Adapterring 350 eine Zentrierung der miteinander verbundenen Extruderabschnitte/Module. Der Adapterring 350 greift mit einem Vorsprung in eine Ausnehmung des Flansches 348, während der Flansch 351 mit einem Vorsprung in eine Ausnehmung des Adapterringes 350 greift.
In Fig. 23 und 24 ist die Situation an der Verbindungsstelle der verschiedenen Planetwalzenextruderabschnitte/Module/Antrieb in einer Vergrößerung und im Ausschnitt dargestellt. Dabei besteht das Gehäuse des Antriebes aus Teilen 345, 356 und 355. Die Gehäusebuchse des Abschnitts/Moduls 341 ist mit 357, die Gehäusebuchse des Abschnitt/Moduls 342 mit 362.
Zugleich ist der Anlaufring für den Abschnitt/Modul 341 mit 361. An dem Anlaufring 357 gleiten die in dem Abschnitt/Modul 341 umlaufenden
Planetspindeln.
Es bildet der Zwischenring 347 zugleich einen Adapter für das Gehäuse des Antriebes 340 und der Zwischenring 350 zugleich ein Widerlager für den Anlaufring 361. Fig. 23 zeigt zugleich die Anwendung ein als Doppelschnecke ausgebildetes Stopfwerk 358 für den Abschnitt/Modul 341.
In den Fig. 23 und 24 weist die Anordnung des Anlaufringes 361 daraufhin, dass die Extrusionsrichtung in der Ansicht von links nach rechts verläuft.
Die Fig. 25 und 26 zeigen die Vergrößerung des Hohlraumes bei
erfindungsgemäßer radialer Vergrößerung.
Dabei ist in Fig. 25 ein herkömmlicher Planetwalzenextruder im Schnitt dargestellt. Darin ist mit 371 eine Zentralspindel, mit 372 drei Planetspindeln, mit 370 ein umgebendes, zylindrisches Gehäuse und mit 374 eine innen verzahnte Buchse bezeichnet. In dem Hohlraum der innen verzahnten Buchse 374 lassen die Zentralspindel 371 und die Planetspindeln 372 Hohlräume 373 frei. Die Planetspindeln 372 tragen an ihrem Umfang jeweils 5 Zähne. Im Ausführungsbeispiel ergibt sich dabei ein Hohlraumquerschnitt (quer zur Extruderlängsrichtung) mit einer Fläche von 2583 Quadratmillimeter.
In Fig. 26 ist eine radiale Vergrößerung des Planetwalzenextruder/Modul- Querschnittes dargestellt. Darin ist die Zentralspindel 371 in ihrer
ursprünglichen Form erhalten. Die Planetspindel 375 besitzen jedoch bei gleichem Verzahnungsmodul im Unterschied zu den Planetspindeln 372 neun Zähne 375 mit entsprechend größerem Teilkreisdurchmesser.
Dieser Konfiguration sind das Gehäuse 376 und die innen verzahnte Buchse 377 durch entsprechende Vergrößerung angepasst.
Der Hohlraum 378 ist evident etwa doppelt so groß wie der Hohlraum 373 nach Fig. 25 Im Ausführungsbeispiel ergibt sich bei vergleichbarem
Hohlraumquerschnitt eine Fläche von 4960 Quadratmillimeter.
Die Fig. 25a und 26a zeigen Planetwalzenextruder/Modul-Querschnitte die mit den Querschnitten nach Fig. 25 und 26 bis auf die Anzahl der Planetspindeln identisch sind. Bei den vier statt drei eingesetzten Planetspindeln 372 bzw. 375. Dabei ergibt sich in Fig. 25a eine Querschnittsfläche von 2314
Quadratmillimeter und in Fig. 26a eine Querschnittsfläche von 4204
Quadratmillimeter.
Die Fig. 25b und 26b zeigen Planetwalzenextruder/Modul-Querschnitte die mit den Querschnitten nach Fig. 25 und 26 bis auf die Anzahl der Planetspindeln identisch sind. Bei den fünf statt drei eingesetzten Planetspindeln 372 bzw. 375. Dabei ergibt sich in Fig. 25a eine Querschnittsfläche von 2104
Quadratmillimeter und in Fig. 26a eine Querschnittsfläche von 3500
Quadratmillimeter.
Fig. 27 zeigt einen Längsschnitt durch einen Antrieb 1110 zwei
Planetwalzenextruderabschnitte/Module, von denen der Abschnitte/Module 1111 als Füllteil dient der Abschnitt 1112 dem Abschnitt 111 1 nachgeordnet ist. Beide Abschnitte haben eine gemeinsame Zentralspindel 1100.
Der Abschnitt 1111 dient der Aufgabe des Extrusionsmaterials. Dazu ist eine nicht dargestellte Öffnung im Gehäusemantels vorgesehen. Das
Extrusionsmaterial wird mittels einer nicht dargestellten Dosiervorrichtung und eines nicht dargestellten Aufgabetrichters aufgegeben.
Zum Abschnitt 111 1 gehören ein Gehäuse 389 mit einer Buchse 386. Außen besitzt die Buchse 386 Kühlkanäle 385, innen eine Verzahnung 387. Die Buchse 86 umschließt drei Planetspindeln 388, die ihrerseits die Zentralspindel 1100 umschließen. Dabei kämmen die Planetspindeln 388 mit der Innenverzahnung 387 und der Außenverzahnung der Zentralspindel. Im Unterschied zu den Planetspindeln 3109 besitzen die Planetspindeln 388 des Abschnittes 1111 aber mehr Zähne und bei gleichem Zahnmodul einen deutlich größeren Teilkreisdurchmesser. Dem ist die Innenverzahnung 387 der Buchse 386 angepasst, so dass das Gehäuses 389 entsprechend größer ist.
Das Gehäuse 386 ist an einem Ende mit dem Gehäuse des Abschnittes 1110 und am anderen Ende mit dem Gehäuse 395 verschraubt. Zur Verschraubung sind am einen Ende Flansche 381 und 382 und am anderen Ende Flansche 390 und 395 vorgesehen. Die zugehörigen Schrauben sind mit 383 und 396 bezeichnet.
Der Rohrmantel des Gehäuses 389 besitzt im Bereich 384 in Anpassung an die geringere Belastung des Gehäuses bei einem Extrusionsbetrieb eine Verjüngung.
Die Fig. 27 zeigt zugleich strichpunktiert ein Fenster 1105, in dem ersichtlich ist, welche Abmessungen das dort mit 1 108 bezeichnete Gehäuse hat, wenn Planetspindeln 1106 zur Anwendung kommen, die aufgrund einer noch größeren Zähnezahl eine weitere radiale Vergrößerung verursachen. Die dabei
entstehende Gehäusebuchse ist mit 1 107 bezeichnet.
Die Fig. 5 und 21 beinhalten Varianten der in Fig. 23 und 24 dargestellten Bauweise. Im Unterschied zu den Fig. 23 und 24 verläuft die Extrusionsrichtung in den Ansichten nach Fig. 5 und 21 von rechts nach links. Das wird aus der Position des Anlaufringes 1156 deutlich. Der Anlaufring 1156 gehört zu einem radial vergrößerten Füllmodul in Planetwalzenextruderbauwese, aus dem das Extrusionsmaterial mit allen Bestandteilen in einen normalen
Planetwalzenextrudermodul übergegeben wird, der die Aufgabe hat,
Vemetzungsmittel zuzumischen und die Masse auf Extrusionstemperatur zu temperieren.
Zwischen dem Anlaufring 1 156 und der Zentralspindel besteht ein geringer Spalt zum Durchlaß des Extrusionsmaterials. Der radial vergrößerte Füllmodul besitzt ein sehr viel größeres
Hohlraumvolumen als der nachgeordnete normale Planetwalzenextrudermodul. Das größere Hohlraumvolumen bietet bessere Füllbedingungen als ein normaler Planetwalzenextrudermodul .
Der radial vergrößerte Füllmodul besitzt ein Gehäuse mit einer Buchse 1160, die außen mit Kanälen 1159 für die Temperierung der plastischen Masse und innen mit der gleichen Verzahnung wie die Zentralspindel 1151, aber mit anderem Teilkreisdurchmesser versehen ist. Der Teilkreisdurchmesser entspricht grob der Summe aus dem Teilkreisdurchmesser der Zentralspindel 1151 und des doppelten Durchmessers von Planetspindeln 1158. Grob heißt, dabei ist ein notwendiges Spiel in der Verzahnung berücksichtigt, damit die Planetspindeln einerseits mit der Zentralspindel 1151 und andererseits mit der Buchse 1160 kämmen können.
Im Betrieb laufen die Planetspindel 1158 in der Buchse 1160 um die
Zentralspindel 1158 um. Dabei gleiten die Planetspindeln 1158 an einem
Anlaufring 1156. Zur Reduzierung des Verschleißes ist der Anlaufring 1156 mit einer Hartmetall-Einlage 1 157 versehen.
Der normale Planetwalzenextrudermodul besitzt Planetspindeln 1 152 mit etwa dem halben Teilkreisdurchmesser wie die Planetspindeln 1158. Die zugehörige Buchse ist mit 1154 bezeichnet und sitzt in einem Gehäuse 1 185 und besitzt Kühlkanäle 1153. Das Gehäuse 1185 setzt sich aus einem Rohr und einem angeschweißten Kragen 1155 zusammen.
Das Gehäuse 1 161 des radial vergrößerten Füllmoduls ist mit dem Kragen 1155 verschraubt. Dazu sind entsprechende Durchgangslöcher in dem Kragen 1155 und dem Gehäuse 1161 vorgesehen, die mit Schrauben durchdrungen werden, so dass die Schrauben gegenüber am Gehäuse 1161 vorragen und mit Muttem verspannt werden.
Der Anlaufring 1156 umgibt die Zentralspindel 1151 in einem Abstand, bei dem das Extmsionsmaterial aus dem Füllmodul in den nachgeordneten
Planetwalzenextrudermodul strömen kann.
Fig. 21 zeigt einen Füllmodul in Planetwalzenextruderbauart, der noch weitere radial vergrößert ist als der Füllmodul nach Fig.5. Der Füllmodul besitzt ebenfalls umlaufende Planetspindeln 1172, ein Gehäuse 1176 und eine Buchse 1175, einen Anlauffing 1170 mit einer Hartmetalleinlage 1 171.
Der dem Füllmodul nachgeordnete Planetwalzenextrudermodul ist der gleiche wie in Fig. 5. Alle Teile des nachgeordneten Planetwalzenextrudermoduls tragen die gleichen Bezeichnungen wie in Fig. 21. Der weiter vergrößerte Füllmodul besitzt noch bessere Einzugsvoraussetzungen.
Durch die weitere Vergrößemng des Füllmoduls ist eine andere Verbindung des Füllmoduls mit dem nachgeordneten Planetwalzenextruder vorgesehen.
Zwar ist in dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 21 für die Verbindung auch eine Verschraubung vorgesehen. Dazu befinden sich entsprechende
Durchgangslöcher in dem Gehäuse 1176. Die Verbindung mit dem Kragen 155 erfolgt nach Fig. 21 über einen Adapter 1190. Der Adapter 1190 ist ein Ring mit einem Innenkragen. Mit dem Innenkragen greift der Adapter 1 190 in eine Nut des Kragens 1155, die den Adapter zentriert und auch ein Fluchten beider Gehäuse 1176 und 1185 sicherstellt.

Claims

Patentansprüche
1.
Herstellung und Verarbeitung von Polymeren oder Polymermischungen mit anderen Stoffen, insbesondere mit geringem Schüttgewicht durch Extrusion, wobei der Extruder aus mehreren in Extrusionsrichtung hintereinander angeordneten Planetwalzenextrudermodulen besteht,
wobei zunächst die Polymere oder Polymermischungen in einen
Planetwalzenextrudermodul getragen und in diesem
Planetwalzenwalzenextrudermodul und/oder einem weiteren
Planetwalzenextrudermodul plastifiziert werden,
wobei die anderen Stoffe nach Entstehung der Schmelze in den Extruder aufgegeben werden und mit der Schmelze vermischt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass der für die Aufgabe der anderen Stoffe
vorgesehene Planetwalzenextrudermodul gegenüber den anderen
Planetwalzenextrudermodulen ein Gehäuse mit einem radial vergrößerten Hohlraum aufweist, so dass eine größere Menge an anderen Stoffen in dem zugehörigen Planetwalzenextrudermodul aufgenommen werden kann.
2.
Herstellung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einer radialen Vergrößerung des zur Aufnahme der anderen Stoffe dienenden
Planetwalzenextrudermoduls die Zentralspindel beibehalten wird und die Planetspindeln und das Gehäuse mit der Gehäusebuchse radial vergrößert werden, wobei die Planetspindeln und die Gehäusebuchse unter Beibehaltung des Verzahnungsmoduls der Zentralspindel mit größeren Zähnezahlen versehen werden.
3.
Herstellung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den zur
Aufnahme der anderen Stoffe vorgesehenen Planetwalzenextrudermodul dessen Planetspindeln für Zentralspindeln aus einer Baugröße von mindestens 120mm eine Zähnezahl von mindestens 8, vorzugsweise von mindestens 9, noch weiter bevorzugt von mindestens 10 und höchst bevorzugt von mindestens 11 aufweisen
4.
Herstellung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den zur
Aufnahme der anderen Stoffe vorgesehenen Planetwalzenextrudermodul dessen Planetspindeln für Zentralspindeln aus einer Baugröße von höchstens 100mm eine Zähnezahl von
mindestens 7, vorzugsweise von mindestens 8, noch weiter bevorzugt von mindestens 9 und höchst bevorzugt von mindesten 10 aufweisen.
5.
Herstellung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den zur
Aufnahme der anderen Stoffe vorgesehenen Planetwalzenextrudermodul dessen Planetspindeln für Zentralspindeln aus einer Baugröße von höchstens 70mm eine Zähnezahl von mindestens 6, vorzugsweise von mindestens 7, noch weiter bevorzugt von mindestens 8 und höchst bevorzugt von mindestens 9 aufweisen.
6.
Herstellung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zur Aufnahme der anderen Stoffe vorgesehenen
Planetwalzenextrudermodul die Planetspindeln der größeren Baugröße unmittelbar mit der Zentralspindel der kleineren Baugröße kämmen oder mit einer innen und außen verzahnten Hülse kämmen, die auf der Zentralspindel aufgeschraubt ist.
7.
Herstellung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den zur
Aufnahme der anderen Stoffe vorgesehene Planetwalzenextrudermodul
-bei radialer Vergrößerung die Zentralspindel beibehalten wird und
-ein Gehäuse und eine Buchse einer größeren Baugröße mit anderem
Verzahnungsmodul verwendet werden und
-die Planetspindeln unter Beibehaltung des Verzahnungsmoduls der Buchse radial vergrößert werden und
-auf die Zentralspindel eine innen und außen verzahnte Hülse aufgeschraubt wird,
-wobei die Planetspindeln mit der Außenverzahnung der aufgeschraubten Hülse kämmen.
8.
Herstellung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für den zur Aufnahme der anderen Stoffe vorgesehene Planetwalzenextrudermodul die Zentralspindel und/oder die Planetspindeln und/oder die Buchse aus folgender Baureihe ausgewählt sind:
BG SVM
30 1
50 1,5
70 2,5
100 3
120 3
150 3 180 3; 3,5
200 3; 3,5
250 3; 3,5
280 3,5
300 3,5
350 3,5
400 3,5
SBG SVM
150 5,5
200 5,5
280 5,5
300 5,5
400 5,5
500 5,5
wobei mit BG Baugrößen in Standardausführung bezeichnet sind und mit SBG Baugrößen in schwerer Ausführung bezeichnet sind und die Zahlenangaben für die gleich dem Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung der Buchse bzw. der Innenverzahnung des Gehäuses sind und SVM den Verzahnungsmodul bezeichnet.
9.
Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der für die Aufnahme der anderen Stoffe radial vergrößerte
Extruderabschnitt/Modul zu einem nachgeordneten Extruderabschnitt hin auslaufseitig mit einer sich verjüngenden Öffnung versehen ist.
10. Herstellung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslauföffnung durch einen Ring gebildet wird.
1 1.
Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Planetspindeln als Putzer ausgebildet ist.
12.
Herstellung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die als Putzer dienende Planetspindel aus zwei Teilen besteht, wobei der eine Teil mit einem zentrischen Zapfen in eine Bohrung des anderen Teiles greift und wobei sich in der Bohrung eine Feder befindet.
13.
Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch die Verwendung von Adaptern zwischen dem erfindungsgemäß radial vergrößerten Abschnitt/Modul und einem vorgeordneten, im Durchmesser kleineren
Abschnitt/Modul und/oder einem nachgeordneten, im Durchmesser kleineren Abschnitt/Modul.
14.
Herstellung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen einteiligen oder mehrteiligen Adapter.
15.
Herstellung nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch einen
ringförmigen Adapter.
16. Herstellung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch einen zwischen den Befestigungsflanschen an Extruderabschnittsgehäusen
angeordneten Adapter.
17.
Herstellung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter zumindest das kleinere Gehäuse außen umfasst.
18.
Herstellung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapter und die Flansche zentrierend ineinander greifen, wobei das eine Teil vorzugsweise mit einer zylindrischen Erhebung und das korrespondierende andere Teil mit einer entsprechenden Vertiefung versehen sind.
19.
Herstellung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, gekennzeichnet durch einen temperierten Adapter.
20.
Herstellung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter allein oder mit anderen Teilen zugleich einen Anlaufring und/oder einen Ring für Meßstellen und/oder eine Zentrierung bildet.
21.
Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 gekennzeichnet durch die Verwendung von Transportspindeln als Planetspindeln.
22. Herstellung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die
Transportspindeln vom austrittsseitigen Ende her über die Einlauföffnung des Füllteiles hinausragen.
23.
Herstellung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportspindeln zum austrittsseitigen Ende hin weniger zahnreduziert sind als zum einlaufseitigen Ende hin.
24.
Herstellung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch mindestens eine Stufe an den Transportspindeln.
25.
Herstellung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, gekennzeichnet durch zusätzliche kurze Spindeln zwischen den über die Einlauföffnung
hinausragenden Spindeln.
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