DE1454762A1

DE1454762A1 - Heissschmelze-Extruder

Info

Publication number: DE1454762A1
Application number: DE19641454762
Authority: DE
Inventors: Schippers Dipl-Ing Heinz
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1964-11-09
Filing date: 1964-11-09
Publication date: 1969-05-08
Also published as: GB1129335A; CH430180A; NL6514422A; BE670617A; ES318698A1; US3360822A

Description

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Heißschmelze-Extruder 145476

Banner Maschinenfabrik Aktiengesellschaft Wuppertal - Oberbarmen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenpresse zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe, der das Rohmaterial in plastlfiziertem Zustand zugeführt wird.

Es 1st bei Schneckenpressen (Extrudern) bekannt, am Austrittsende der Schnecke besondere Misch- oder Knetköpfe anzuordnen, bzw. die Schnecke an ihrer Förderlänge ganz oder abschnittsweise so auszubilden, daß elr Intensive Mischwirkung an der Füllung erzielt wird. Diese Mischwirkung vermag Jedoch ein stets gleichbleibendes Extrusionsprodukt nicht zu 11 fern, wenn das zu extrudlerende Material nicht ständig der Schnecke Ir dem vorgeschriebenen Verhältnis seiner einzelnen Bestandteile vorgegeben wird.

Sofern pulver- oder granulatförmiges Rohmaterial In einem bestimmten Verhältnis seiner Bestandteile bereits durchmischt 1st und mittels einer üblichen trichterförmigen Speiseeinrichtung dem Extruder zugeführt wird, kann durch eine unbeabsichtigte, vom Antrieb her auf die ganze Maschine übertragene Vibration unter Umständen eine teilweise Entmischung entsprechend unterschiedlicher Korngröße oder spezifisches Gewicht eintreten, so daß das Mischungsverhältnis im der Schnecke züge führten körnigen oder pulverigen Materialgemisch abschnittsweise verschieden und damit falsch 1st.

Das Mischen von Thermoplasten, z.B. mit Farbpigmenten, wird aber vielfach auch im heißgeschmolzenen Zustand im Autoklaven vorgenommen, und zwar Jeweils für «ine Autoklavfüllung, die dann In pastenfurmlger oder

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flüssiger, beispielsweise honigartiger Konsistenz zur Weiterverarbeitur gelangt und dabei gegebenenfalls einem Extruder zugeführt wird. Bei der Herstellung großer Mengen bzw. Stückzahlen ein und desselben Produktes kann es nun vorkommen, daß eine Autoklavfüllung allein nicht ausreicht und deshalb mehrere Füllungen chargenweise nacheinander gemischt und dem Extruder zugeführt werden müssen. Dabei besteht die Gefahr, daß qualitative oder farbliche Unterschiede im Endprodukt durch ungleichmäßige Zusammensetzungen der Grundmaterialien auftreten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde« eine' mit einer Schnee üblicher Bauart ausgerüstete Schneckenpresse derart auszubilden« daß bereits aufgeschmolzene Thermoplaste unter ständiger Beibehaltung einei genau festgelegten Mischungsverhältnisses kontinuierlich angeliefert und unter Intensiver Durchmischung verarbeitet werden.

Um dies zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, für die gleichzeitige Zufuhr unterschiedlichen Rohmaterials in den Einzugsbereich der Schnecke bzw. des Zylinders mehrere Zufuhrkanäle mit durch Dosierpumpen, insbesondere Zahnradpumpen, jeweils zwangsläufig gesteuerte Zuflußmengen vorzusehen. Der Vorteil dieser Anordnung besteht vor allem darin, daß durch die unabhängige -Fördermengeneinstellung der einzelnen Pumpe jedes gewünschte Mischungsverhältnis unter den getrennt zugeführten heißflUssigen Mischungskomponenten genau bestimmt werden kann. Dies ist für einen kontinuierlichen Betrieb im Gegensatz zur zwangsläufig chargenweisen Mischungszubereitung in Autoklaven von wesentlicher Bedeutung. Im Extruder erfolgt dann durch Verwirbelung ier einzelnen Mischungskomponenten ein sicheres Durchmischen und Homogenisieren der gesamten Schmelze, wobei das Maß des inneren Misch-3f£ektes neben anderen Faktoren, wie Geometrie der Schnecke, insbesondere deren Gangtiefe b2w. -breite und Neigungswinkel sowie Viskosit ier Schmelze im wesentlichen von den Druckverhältnissen abhängt, die sich aus dem jeweiligen Druck am Schneckenende im Verhältnis zum Gesas lruck der Dosierpumpen ergeben. Je größer dieser Druckunterschied bzw. las Druokgefälla vom Schneckenaustrittsende zu den Dosierpumpen hin ir Ier zu verarbeitenden Schmelze ist, um so besser ist die Druckströmung Rückfluß) in der Schneckenpresse und damit auch die Überlagerung von ohltppatrumung und Rückfluß, wodurch der Mischeffekt gewährleistet la

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Als vorteilhafte AusfUhrungsformen der Erfindung wird vorgeschlagen, c Zufuhrkanäle getrennt voneinander anzuordnen und jeden Kanal mit Je ei Dosierpumpe zu versehen oder aber die Zufuhrlcanäle mittels eines gernei samen Sammellcanals in den Einzugsbereich der Schnecke bzw. des Zylinde münden zu lassen.

Bei letzterer Anordnung ist es möglich« die Dosierpumpe eines der Zufuhrkanäle in den gemeinsamen Sammelkanal zu verlegen, wo sie alle zusammenströmenden Mischungsanteile gemeinsam zu fördern hat. Dabei ist diese Pumpe In der Lage« gleichzeitig als Vormischstafcion zu arbeiten und die gegebenenfalls aus noch getrennten Strombahnen bestehende Kana." füllung durcheinander zu mischen. Das Prinzip der Vormischung durch Verlagerung der Doslerpumpe eines Zufuhrkanales in den Jeweiligen Abfluflkanal kann bei Vorhandensein einer genugenden Zahl von Mischlings -komponenten mehrmals hintereinander angewendet werden« indem z.B. die Doslerpumpe Jedes hinzukommenden Zufuhrkanales in die gemeinsame Abfluflleitung sämtlicher bisher zusammengeschlossener Zufuhrkanäle verlegt wird. Die hierdurch herbeigeführte Vormischung des in seinen Anteilmengen genau zusammengesetzten Rohmaterials erreicht einen guten Durohalfohungigrad und verbessert dadurch den Mischungseffekt im Extruder.

Um die Doslerpumpen auf die Jeweiligen Fördermengen einstellen zu können« 1st Jede von ihnen mit einem eigenen verstellbaren Antrieb versehen.

An der Stelle« wo der Sammelkanal oder die getrennten Zufuhrkanäle in den Slnzugsbereich der Schnecke münden« können deren Mittellinien die Schneckenmittellinie In spitzem bis rechtem Winkel schneiden bzw. kreuzen. Hiermit lassen sich den Materialströmen Einfließrichtungen erteile«

die beim Einzug in die Schneckengänge ebenfalls eine Vordurchmischung erzielen.

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Zn der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematis dargestellt. Es zeigen:

Pig. 1 .die Draufsicht auf eine Schneckenpresse, deren Einzugsbere und eine Zuführpumpe aufgeschnitten sind,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Einzugsbereich und den daran an« schließenden rechten Abschnitt der Schneckenpresse.

Gemäß Flg. 1 ist im Zylinder 1 mit seinen "Zuführungskanälen 2 und 2 die Schnecke 4 mit Schneckengang 5 angeordnet. Um die verschiedenen Komponenten des Jeweils zu verarbeitenden Thermoplaste unter bestimm' Druck in bestimmter Menge zufuhren zu können, sind anschließend an die Kanäle 2 und 3 Zahnradpumpen 6 und 7 angeflanscht. Die Zahnradpumpen 6 und 7 besitzen Jede einen eigenen nicht dargestellten Antri< Durch Drehzahländerung dieser Antriebe können die Pumpenfördermengen unabhängig voneinander verändert und dadurch das Jedem gewünschten Endprodukt entsprechende Mischungsverhältnis genau eingehalten werdei

Die in der Zeichnung dargestellten Zuführungskanäle 2 und 3 laufen de art auf die Schnecke zu,' daß ihre Mittellinien die der Schnecke in spitzem Winkel «can·1den. Dit Kanäle können aber auoh io angeordnet sein, daß ihre Mittellinien in einem Winkel von 90 radial auf die Schnecke auftreffen oder auch so, daß sich die Mittellinien von Schnecke und Zuführungskanälen in beliebigem Winkel kreuzen, wodurch dann die zugeführte Schmelze etwa tangential in den Zylinderraum eintritt. Je nach Anforderung kann die Schneckenpresse mit mehr als zwei ZufUhrungskanälen und Pumpen ausgerüstet sein.

Der eigentliche Schneckenkörper 4 1st gemäß Fig. 2 gegen den Schnecke schaft 8 durch einen Absatz bzw. Bund 9 begrenzt. Der Schneckensohaft 1st gegen die angedeutete Abtriebswelle 10 des Extrudergetriebea axla

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nicht weiter nach rechts verschiebbar. Dichtungsbuchse 11 und Druckbuchse 12 werden von den an feststehenden Maschinenteil 12 sich abstüt zenden Tellerfederpaket 14 axial nach links gegen den Schneckenkörperabsatz 9 gepreßt. Paßfeder 15 hindert Dichtungsbuchse 11 und Druckbuchse 12 daran, sich mit dem Schneckenschaft 8 gegenüber dem Zylinder zu drehen. Das Innere der Dichtungsbuchse 11 1st mit einer Schicht 16 aus verschleißfestem Material ausgekleidet. Ebenso sind die ringförmige Stirnfläche des Schneckenkörperabsatzes 9 und der Umfang des . Schneckenschaftes 8 mit einem verschleißfesten Material bewehrt.

Zur Unterbrechung der Wärmeleitung vom Zylinder bzw. von dem den Sehne kenschaft umgebenden hocherhitzten Maschinenteil zum benachbarten vor der Wärme zu schützenden Lager- bzw. Getriebegehäuse 13 ist zwischen diesen ein durch das Warmedämmittel 19 isolierter Kühlmit&elkanal 20 angeordnet.

Die Zuführkanäle sowie der Einfüllbereich des Extruders und das den Schneckenschaft umgebende Maschinenteil hinter dem SlnfUllberelch werden von Heizbändern 21 und 22 bzw. von einem Rohrheizkörper 23, welche von der übrigen Zylinderheizung unabhängig sein können, auf einer bestimmten Temperatur gehalten. Demgegenüber sind diese Zonen bei Schneckenpressen üblicher Bauart im allgemeinen unbeheizt bzw. gar gekühlt. Die Heizeinrichtungen 21, 22 und 2J verhindern Jeglichen Wärmeverluet der in die Sehneckenpresse eintretenden Schmelze. Die Pumpen 6 und 7 und ihre Zuführungsleitungen sind ebenfalls von allerdings nicht dargestellten Heizeinriohtungen umgeben, so daß Jeglicher Wärmeverlust der In die Schneckenpresse eintretenden Schmelze vormieden wird.

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Claims

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Patentansprüche

SchnecV-■■■:".presse zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe, der das Rohmaterial in plastifiziertea Zustand zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für die gleichzeitige Zufuhr unterschiedlichen Rohmaterials in den Sinsu^sberelch der Schnecke bzw. des Zylinaers mehrere Zuführkanäle mit durch Dosierpumpen, insbesondere Zahnradpumpen, Jeweils zwangsläufig gesteuerter Zuflußmenge vorgesehen sind.
2. Schneckenpresse nach Anspruch 1_# dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführieanäle getrennt voneinander angeordnet sind und Jeder Kanal mit Je einer Doslerpump© versehen ist.
J5. Schneckenpresse λα cn Anspruch 1, dadurca gekennzeichnet, daß die ZufUhrk&näle mittels eines gemeinsamen Sammelkanales in den SInzug*b«reich der Schnecke ozw, des Zylinders münden.
4. Sohneckenpresse nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Doslerpumpe eines der ZufUhrkanäle in den gemeinsamen Sammelkanal vtrltgt ist·
5. Sohneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 4,, dadurch gekennzeichnet, daß Jede der in den ZufUhrkanälen vorgesehenen Dosierpumpen mit einem eigenen verstellbaren Antrieb versehen ist.
6. Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dlt Mittellinie des Sammelkanalas bzw. die Mittellinien der ZuführkAnäle in spitzem bis rechtem Winkel die Schneokenmittelllnie •chn«id#n bzw, kreuzen.

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