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DE10316232A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschicken eines Extruders - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Beschicken eines Extruders

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DE10316232A1
DE10316232A1 DE10316232A DE10316232A DE10316232A1 DE 10316232 A1 DE10316232 A1 DE 10316232A1 DE 10316232 A DE10316232 A DE 10316232A DE 10316232 A DE10316232 A DE 10316232A DE 10316232 A1 DE10316232 A1 DE 10316232A1
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Abstract

Um einen Extruder mit einem Gemenge aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen, beispielsweise Faserstoff und thermoplastischer Kunststoff, zu beschicken, werden die Bestandteile des Gemenges der Stopfstrecke voneinander getrennt aufgegeben und von der Stopfstrecke ohne Zwischenlagerung dem Extruder zugeführt. Dies kann mit einer Vorrichtung ausgeführt werden, bei der an das Gehäuse (11) eine Stopfwerkes (10) zwei Einzeldosiergeräte (20, 21) angeschlossen sind, die je eine der Komponenten in dem gewünschten Mengenverhältnis unmittelbar an das Stopfwerk (10) abgeben, so daß die Komponenten des Gemenges von der Stopfstrecke unmittelbar, gegebenenfalls unter Vormischen, an das Aufgabeende (2) eines Extruders (1) abgegeben werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuführen von Werkstoffen zu einem Extruder, beispielsweise einem Ein- oder Zweischneckenextruder.
  • Üblicherweise werden Extrudern die in diesen zu verarbeitenden, schlecht rieselfähigen Werkstoffe über eine Stopfstrecke, die mit einer drehangetriebenen Stopfschnecke ausgestattet ist, zugeführt. Die Stopfstrecke geht bei bekannten Vorrichtungen von einem Aufgabetrichter aus, in dem die Werkstoffe als Vorrat in Form eines Gemenges vorliegen, wobei die Stopfschnecke das Gemenge von Werkstoffen am unteren Ende des Trichters entnimmt und der Aufgabestelle des Extruders zuführt ("stopft").
  • Bei den bekannten Stopfvorrichtungen wird der der Stopfschnecke vorgeschaltete Vorratstrichter mit dem Gemenge der durch die Stopfschnecke zuzuführenden Werkstoffe gefüllt, und nach dem vollständigen oder wenigstens weitgehenden Entleeren des Trichters wieder Gemenge in diesen eingefüllt. Es wurde also so gearbeitet, daß im Trichter, von dem die Stopfschnecke ausgeht und Gemenge zum Extruder fördert ("stopft") ein Vorrat an Gemenge bereitgehalten und erst nachgefüllt wird, nachdem der Vorrat verbraucht war.
  • Diese bekannte Arbeitsweise ist insbesondere problematisch, wenn die zu verarbeitenden Werkstoffe voneinander unterschiedliche Eigenschaften, wie unterschiedliche Größe, unterschiedliches tribologisches Verhalten und/oder unterschiedliche Dichten, besitzen. In diesen Fällen besteht die Gefahr, daß sich das Gemenge aus den unterschiedlichen Werkstoffen im Aufgabetrichter der Stopfvorrichtung, wo es vorrätig gehalten wird, mehr oder weniger stark entmischt, so daß dem Extruder ein Gemenge mit unterschiedlichen Anteilen der das Gemenge bildenden Werkstoffe zugeführt wird, und schließlich am Abgabeende des Extruders in homogene Produkte austreten.
  • Dieses Problem besteht auch, wenn das Gemenge aus Faserstoff einerseits und einem thermoplastischen Kunststoff anderseits besteht.
  • Es wurde schon vorgeschlagen, diesem Problem dadurch beizukommen, daß der Faserstoff, bevor er der Stopfvorrichtung aufgegeben wird, kompaktiert wird, so daß er in größeren Aggregaten, beispielsweise in Form von Pellets vorliegt. Eine alternative Maßnahme, mit der versucht wurde, dem geschilderten Problem abzuhelfen bestand darin, den thermoplastischen Kunststoff zu pulverisieren oder pulverförmige Kunststoffe zu verwenden (dies ist jedoch in den meisten Fällen nicht erwünscht, nicht möglich oder nicht wirtschaftlich), bevor er der Stopfvorrichtung aufgegeben wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen desselben anzugeben, mit dem die geschilderten Probleme nicht auftreten.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren der eingangs genannten Gattung, das die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
  • Was die Vorrichtung anlangt, wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungshauptanspruches aufweist.
  • Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Da bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise die wenigstens zwei Komponenten des im Extruder zu verarbeitenden Gemenges, beispiels-Weise aus wenigstens einem Faserstoff und wenigstens einem thermoplastischen Kunststoff, der Stopfschnecke kontinuierlich und voneinander getrennt in den gewünschten Mengenverhältnissen aufgegeben werden, wird dem Extruder am Ende der Stopfstrecke stets ein gleichmäßig zusammengesetztes Gemenge aufgegeben.
  • Mit der erfindungsgemäßen Arbeitsweise können Gemenge aus wenigstens einem Faserstoff, beispielsweise Holzfasern, Holzmehl, Hanf, Stroh, Sisal oder Zellulosefasern einerseits und einem thermoplastischen Kunststoff, wie beispielsweise Polypropylen, Polyethylen, Polypropylen- und/oder Polyethylenrecyclat, Polyvinylacetat, ABS-Kunststoff, Polyvinylchlorid oder biologisch abbaubare Kunststoffe, in beliebigen Mengenverhältnissen aufgegeben werden, wobei auch stark unterschiedliche Eigenschaften der Komponenten des Gemenges möglich sind. So können beispielsweise auch Gemenge aus 80% Faserstoff und 20% Kunststoff problemlos zu homogenen Erzeugnissen verarbeitet werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise kann die Stopfstrecke so ausgelegt werden, daß ein Vormischen der Komponenten des dem Extruder aufzugebenden Gemenges, z. B. aus Faserstoff und thermoplastischem Kunststoff, eintritt, während das Gemenge zum Extruder gefördert wird.
  • Bei der erfindungsgemäßen, für das Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagenen Vorrichtung kann vorgesehen sein, daß an eine Stopfsäule im Bereich ihres vom Extruder abgekehrten Endes wenigstens zwei Einzeldosiergeräte für die Komponenten (z. B. Faserstoff/thermoplastischer Kunststoff) für das dem Extruder aufzugebende Gemenge zugeordnet sind. Diese Einzeldosiergeräte geben beispielsweise Faserstoff einerseits und thermoplastischen Kunststoff anderseits unmittelbar an die Stopfschnecke ab.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch so ausgebildet sein, daß die Dosiergeräte für die Komponenten (z. B. Faserstoff/ thermoplastischer Kunststoff) des dem Extruder aufzugebenden Gemenges an einem oberen Ende der Stopfschnecke vorgesehenen, sich trichterartig erweiternden Bereich des Stopfwerksgehäuses angeschlossen sind und das obere Ende der Stopfschnecke bis in den unteren Bereich des trichterartig erweiternden Bereich des Stopfwerkgehäuses ragt. In beiden Fällen werden die Komponenten des dem Extruder aufzugebenden Gemenges kontinuierlich und ohne Bilden eines Vorrates an die Stopfschnecke abgegeben, so daß die der Stopfschnecke zugeführten Werkstoffe, welche das im Extruder zu verarbeitende Gemenge bilden, kontinuierlich zugeführt, gleich von der Stopfschnecke erfasst und von der Stopfschnecke an das Aufgabeende des Extruders abgegeben werden.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt sind.
  • Es zeigt:
  • Fig. 1 eine dem Aufgabeende eines Extruders zugeordnete Stopfsäule, schematisch und teilweise im Schnitt, und
  • Fig. 2 ein einem Extruder zugeordnetes Trichterstopfwerk, schematisch und teilweise im Schnitt.
  • Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist ein Extruder 1 vorgesehen, dessen Schnecke 4 in einem Gehäuse 3 durch einen Antrieb 5 drehbar aufgenommen ist, wobei die Schnecke 4 des Extruders 1 Werkstoff von dem Aufgabeende 2 des Extruders 1 zu dessen Abgabeende, d. h. in Richtung des Pfeiles 6 von Fig. 1 fördert. Der Extruder 1 kann ein Einschneckenextruder oder ein Zweischneckenextruder, an sich beliebiger Bauart, sein.
  • Am Aufgabeende 2 des Extruders 1 ist an dessen Gehäuse 3 im Bereich einer Öffnung 7 im Gehäuse 3 ein Stopfwerk 10 angeschlossen. Das Stopfwerk 10 weist ein im wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse 11 auf, das im Extruder 1 im wesentlichen normal steht. In dem Gehäuse 11 ist eine Stopfschnecke 12 aufgenommen, die durch einen Antrieb 13 drehangetrieben dem Stopfwerk 1 aufgegebenen Werkstoff zum Aufgabeende 2 des Extruders 1 hin fördert ("stopft").
  • An das Gehäuse 11 des Stopfwerkes 10 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel 2 Einzeldosiergeräte 20 und 21 angeschlossen. Jedes der Einzeldosiergeräte 20, 21 umfaßt einen Aufgabetrichter 22 und am unteren Ende desselben eine durch einen Motor 23 angetriebene Fördervorrichtung, beispielsweise eine Förderschnecke, mit der das im Aufgabetrichter 22 enthaltene Material dem Stopfwerk 10 aufgegeben wird.
  • Beispielsweise fördert das Einzeldosiergerät 20 thermoplastischen Kunststoff und das Einzeldosiergerät 21 Faserstoff zur Stopfsäule 10, wobei die relativen Mengen an dem Stopfwerk 10 durch das Einzeldosiergerät 20 zugeführtem, thermoplastischen Kunststoff und durch das Einzeldosiergerät 21 zugeführtem Faserstoff dem gewünschten Verhältnis dieser Werkstoffe in dem vom Extruder 1 erzeugten Endprodukt entsprechen. Die Komponenten, nämlich im Beispiel thermoplastischer Kunststoff einerseits und Faserstoff anderseits, die dem Stopfwerk 10 aufgegeben werden, werden unter wenigstens teilweisem Vormischen als Gemenge an das Aufgabeende 2 des Extruders 1 abgegeben und in diesem zu einem homogenen Gemenge mit der gewünschten Zusammensetzung, also dem gewünschten Verhältnis der Komponenten des Gemenges, zu einem Strang aus dem Gemenge verarbeitet.
  • Wesentlich ist dabei, daß die Komponenten des Gemenges, ganz gleich, ob es sich um zwei oder mehr Komponenten handelt - denkbar sind bis zu acht und mehr unteschiedliche Komponenten - von der Stopfschnecke 12 des Stopfwerkes 10, also durch die "Stopfstrecke" kontinuierlich und ohne Zwischenlagerung zum Extruder 1 hin gefördert werden.
  • Bei der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung besitzt das Gehäuse 1 des Stopfwerkes 10 einen zylinderförmigen Abschnitt, der kürzer ausgebildet als bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, und an seinem oberen Ende einen Trichter 14, in dessen oberen Bereich die Einzeldosiergeräte 20 und 21, aus welchen die Komponenten (im Beispiel thermoplastischer Kunststoff und Faserstoff), die das im Extruder 1 zu verarbeitende Gemenge bilden, in den Trichter 14 aufgegeben werden.
  • Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ragt die Stopfschnecke 12 in den unteren Abschnitt des Trichters 14 hinein und ist über einen gewindefreien Abschnitt (Welle 15) mit dem Antriebsmotor 13 verbunden. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Komponenten des Gemenges, das im Extruder 1 zu verarbeiten ist, durch die Einzeldosiergeräte 20 und 21 im gewünschten (voreingestellten) Mengenverhältnis dem Trichter 14 aufgegeben und ohne Zwischenlagerung sofort vom oberen Ende der Stopfschnecke 12 erfaßt und zum Aufgabeende 2 des Extruders 1 hin gefördert.
  • Sowohl bei der in Fig. 1 als auch bei der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung können auch mehr als zwei Einzeldosiergeräte vorgesehen sein, wenn Gemenge aus mehr als zwei Komponenten zum Extruder 1 zu fördern sind.
  • Zusammenfassend kann ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt dargestellt werden:
  • Um einen Extruder mit einem Gemenge aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen, beispielsweise Faserstoff und thermoplastischer Kunststoff, zu beschicken, werden die Bestandteile des Gemenges der Stopfstrecke voneinander getrennt aufgegeben und von der Stopfstrecke ohne Zwischenlagerung dem Extruder zugeführt. Dies kann mit einer Vorrichtung ausgeführt werden, bei der an das Gehäuse 11 eines Stopfwerkes 10 zwei Einzeldosiergeräte 20, 21 angeschlossen sind, die je eine der Komponenten in dem gewünschten Mengenverhältnis unmittelbar an das Stopfwerk 10 abgeben, so daß die Komponenten des Gemenges von der Stopfstrecke unmittelbar, gegebenenfalls unter Vormischen, an das Aufgabeende 2 eines Extruders 1 abgegeben werden. Bezugszeichenliste 1 Extruder
    2 Aufgabeende
    3 Gehäuse
    4 Schnecke
    5 Antrieb von 4
    6 Richtung zum Abgabeende
    7 Öffnung
    10 Stopfwerk
    11 Gehäuse für Stopfwerk 10
    12 Stopfschnecke
    13 Antrieb für Stopfschnecke 12
    14 Trichter
    15 Welle
    20,21 Einzeldosiergerät
    22 Aufgabetrichter
    23 Motor

Claims (15)

1. Verfahren zum Beschicken ("Stopfen") eines Extruders (1) mit einem Gemenge aus wenigstens zwei unterschiedlichen Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gemenge bildenden Werkstoffe voneinander getrennt der Stopfstrecke kontinuierlich aufgegeben werden, und daß beide Komponenten unmittelbar nachdem sie der Stopfstrecke aufgegeben sind durch die Stopfstrecke zum Aufgabeende des Extruders gefördert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Extruder ein Gemenge aus wenigstens zwei Stoffen zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Extruder ein Gemenge aus wenigstens einem Faserstoff und wenigstens einem thermoplastischen Kunststoff zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstoff aus der Gruppe bestehend aus Holzfasern, Holzmehl, Hanf, Stroh, Sisal, Zellulose oder Gemengen derselben ausgewählt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der thermoplastische Kunststoff aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyethylen, Polypropylen- und/oder Polyethylen, Po- lyvinylacetat, ABS-Kunststoff, Polyvinylchlorid, biologisch abbaubarem Kunststoff und Gemischen aus wenigstens zwei dieser Kunststoffe ausgewählt ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten des Gemenges dem Aufgabeende der Stopfstrecke kontinuierlich und in dem vorgegebenen Mengenverhältnis zugeführt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge während des Transportes durch die Stopfstrecke wenigstens teilweise gemischt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Gemenges der Stopfstrecke getrennt voneinander aufgegeben werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Gemenges der Stopfstrecke gleichzeitig aufgegeben werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Stopfschnecke im wesentlichen die gleiche Menge an Gemenge zum Aufgabeende des Extruders gefördert wird, wie der Stopfstrecke aufgegeben wird.
11. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einem Extruder, mit wenigstens einer in diesem aufgenommenen drehangetriebenen Schnecke und mit einem Stopfwerk, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stopfwerk (10) mit Abstand vom Aufgabeende (2) des Extruders (1) wenigstens zwei Einzeldosiergeräte (20,21) für das Zuführen der Komponenten des im Extruder (1) zu verarbeitenden Gemenges zugeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeldosiergeräte (20,21) an das Gehäuse (11) des Stopfwerkes (10) im Bereich der Stopfschnecke (12) angeschlossen sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) des Stopfwerkes (10) als zylinderförmig ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) des Stopfwerkes (10) oben als Trichter (14) und in dem dem Extruder (1) benachbarten Bereich zylinderförmig ausgebildet ist, und daß die wenigstens zwei Einzeldosiergeräte (20und 21) im Bereich des Trichters (14) des Mantels (11) des Stopfwerkes (10) angeschlossen sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfschnecke (12) bis in den unteren Bereich des Trichters (14) des Mantels (11) des Stopfwerkes (10) reicht.
DE10316232A 2002-04-11 2003-04-09 Verfahren und Vorrichtung zum Beschicken eines Extruders Expired - Fee Related DE10316232C5 (de)

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DE10316232B4 DE10316232B4 (de) 2006-08-24
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