DE2548490C2 - Schneckenstrangpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneckenstrangpresse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Schneckenstrangpresse ist aus der DE-OS 22 00 076 bekannt. Bei der bekannten Schneckenstrangpresse dient der im Inneren der Schnecke verlaufende innere Kanal als »Kurzschlußkanal«, welcher dazu dient, bestimmte Schneckenzonen unwirksam zu machen, um insgesamt eine andere Schneckencharakteristik zu erhalten.

Andererseits umfassen übliche Schneckenstrangpressen bzw. Extruder zum Kneten und Plastifizieren eines Materials nur einen einzigen, zwischen dem Pressengehäuse und der Schnecke liegenden Kanal, in dem das zunächst körnige Material, insbesondere ein Kunststoffgranulat, verdichtet und durchgeknetet wird und dabei längs des Kanals stromabwärts wandert, wobei der Kanal eine Schmelzzone umfaßt, in der das Material teilweise in Form eines Feststoffbettes und teilweise bereits im geschmolzenen Zustand vorliegt. Während der Schmelzvorgang innerhalb der Schmelzzone fortschreitet, reduziert sich der Umfang des Feststoffbettes, während die Größe des Bereichs für das geschmolzene Material zunimmt. Da der SchmelzYQrgang ferner im Berührungsbereich zwischen dem Feststoffbett und dem Extrudergehäuse stattfindet, läßt sich der Schmelzvorgang wirkungsvoller gestalten, wenn man den Kontaktbercich zwischen dem Feststoffbett und der Gehäusewand vergrößert, um dadurch auch die Wärmemenge zu vergrößern, die von der Gehäusewand auf das Material übergeht, und zwar in einen Film aus geschmolzenem Material, der zwischen dem Feststoffbett und der Gehäusewand liegt Eine solche Vergrößerung des Kontaktbereichs wird dadurch erreicht daß man am einlaßseitigen Ende der Schmelzzone einen Kanalabschnitt konstanter Tiefe, stromabwärts davon einen Kanalabschnitt mit abnehmender Tiefe und noch weiter stromabwärts einen flachen Kanalabschnitt konstanter Tiefe vorsieht Da bei dieser Ausgestaltung die Tiefe des Kanals in Forderrichtung abnimmt nimmt auch die Breite

to des Feststoffbettes langsamer ab als bei einem Kanal konstanter Tiefe. Hierdurch ergibt sich die Gefahr, daß das Feststoffbett den Kanal für das bereits geschmolzene Material verstopft so daß dieses nicht zum Auslaß der Schneckenstrangpresse abfließen kann. Dieses Risi- > ko wird bisher dadurch verringert daß man mit entsprechend geringer Arbeitsgeschwindigkeit arbeitet

Der Erfidung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schneckenstrangpresse der eingangs angegebenen Art auch bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit und Förderleistung die Gefahr eines Verstopfens im Auslaßbereich durch noch nicht aufgeschmolzene Feststoffpartikel zu verhindern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Schneckenstrangpresse mit den Merkmalen des Kenn-Zeichenteils des Anspruchs 1 gelöst

Der wesentliche Vorteil der Schneckenstrangpresse gemäß der Erfindung besteht darin, daß über den inneren Kanal noch nicht geschmolzene Feststoffpartikel entgegen der Hauptförderrichtung der Schneckenstrangpresse stromaufwärts bzw. rückwärts transportiert werden können, so daß die Gefahr eines Verstopfens des Hauptkanals verringert und gleichzeitig eine besonders sorgfältige Durchmischung des Materials erreicht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen schematischer. Längsschnitt durch eine Schneckenstrangpresse gemäß ekiem Ausführungsbetspiel der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Teil-Längsschnitt der Schneckenstrangpresse gemäß F i g. 1;
Fig.3 einen schematischen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schneckenstrangpresse gemäß der Erfindung;

Fig.4 einen schematis hen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schneckenstrangpresse gemäß der Erfindung, und

so Fig.5 einen schematischen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schneckenstrangpresse gemäß der Erfindung.

Im einzelnen zeigen Fig. 1 und 2 schematisch eine Schneckenstrangpresse 70 mit einem Gehäuse 72, welches ein stromabwärts gelegenes Ende 74 und ein stromaufwärts gelegenes Ende 76 aufweist und in dem sich eine Schnecke 78 befindet. Angrenzend an das stromaufwärts gelegene Ende 74 steht mit einer Kammer 84 im Inneren des Gehäuses 72 ein Trichter 82 in Verbindung, in dem sich ein Vorrat eines Feststoffes 80 befindet. Aus der Kammer 84 wird der Feststoff 80 in einen Kanal 86 gefördert, welcher durch einen schraubenförmigen Schneckensteg 88 der Schnecke 78 definiert ist. Beim Drehen der Schnecke 78 in dem Gehäuse 72 wandert der Feststoff 80 längs des Kanals 86 stromabwärts — Pfeil 90 — bis es in geschmolzener Form am Auslaß 92 am stromabwärts gelegenen Ende 76 des Gehäuses 72 austritt.

Längs des Extruders bzw-der Schneckenstrangpresse 70 ergeben sich verschiedene Arbeitszonen, nämlich eine Förderzone 94 für den Feststoff 80, welche einen Trichterbereich 96 und eine Verzögerungszone 98 umfaß u Stromabwärts davon liegen ferner eine Schmelzzone 100 und eine Förderzone 102 für die Schmelze. Der Feststoff wird beim Vorrücken in Richtung des Pfeils 90 zunächst zu einem Feststoffbett 104 verdichtet Dort, wo die Innenfläche 106 des Gehäuses 72 den Schmelzpunkt des Feststoffes 80 erreicht, entsteht eine Schmelze, die einen kontinuierlichen Film 110 bildet In der Schmslzzone 100 bildet sich im Betrieb angrenzend an die Vorderflanke des Schneckensteges 88 ein zunehmend tieferer Schmelzbei eich 112, in den das zu schmelzende Feststoffbett 104 längs der Schmelzzone 100 allmählich übergeht F i g. 2 zeigt besonders deutlich, daß der kontinuierliche Film 110 aus dem bereits geschmolzenen Material kontinuierlich aus dem aufschmelzenden Feststoffbett 104 gespeist wird, wobei bei abnehmendem Volumen des Feststoffbettes 104 und ansteigendem Volumen der Schmelze im Schmelzbereich 114 der Schmelzvorgang von einem Gang des Schneckensteges zum nächsten fortschreitet. Die Schmelzzone 100 ist in drei in Förderrichtung hintereinander liegende Abschnitte unterteilt nämlich in einen verhältnismäßig tiefen Abschnitt 118 mit im wesentlichen konstanter Stegtiefe, in einen stromabwärts davon gelegenen Kompressionsabschnitt 120, in dem die Stegtiefe in Richtung auf den Auslaß 92 abnimmt und einen sich daran stromabwärts anschließenden relativ flachen Abschnitt 121 mit im wesentlichen konstanter Stegtiefe. Im Kompressionsabschnitt 120 besteht die Gefahr, daß die Breite bzw. Tiefe des Feststoffbettes 104 mit geringerer Geschwindigkeit abnimmt als der Kanalquerschnitt, so daß der Feststoff den Kanal 86 zumindest teilweise verstopft und verhindert, daß das bereits geschmolzene Material von einer weiter stromaufwärts gelegenen Stelle den Auslaß 92 erreicht. Um eine solche Verstopfung des Kanals 86 zu verhindern, ist beim Ausführungsbeispiel im Inneren Her Schnecke 78 ein Kanal 122 vorgesehen, der mit dem Kanal 86 auf der Außenseite der Schnecke 78 an einer stromabwärts gelegenen Stelle im Bereich einer öffnung 124 — nachstehend als Einlaßöffnung 124 bezeichnet — in Verbindung steht und an einer stromaufwärts davon gelegenen Stelle mit einer Öffnung 126, die nachstehend ab Auslaßöffnun* bezeichnet wird. Wie Fig.4 zeigt, ist die Einlaßöffnung 124 dabei angrenzend an eine rückwärtige Flanke 116 des Schnekkensteges 88 angeordnet, von wo dem Kanal 122 ungeschmolzene Feststoffp&rtikel zugeführt werden, während die Auslaßöffnung 126 angrenzend an eine Vorderflanke des Schneckensteges 88 angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Einlaßöffnung 124 und die Auslaßöffnung 126 unmittelbar hinter der Rückflanke bzw. vor der Vorderflanke des Schneckensteges 88 angeordnet, so daß restliche nicht oder nicht völlig aufgeschmolzene Feststoffpartikel in die Einlaßöffnung 124 eintreten, längs des Kanals 122 zumindest im wesentlichen vollständig aufgeschmolzen und an der Ausiaßöffnung 126 in den dort vorhandenen Schmelzbereich 112 eingespeist werden.

Auf die beschriebene Weise wird die Wirksamkeit des Schmelzvorganges vergrößert und die Qualität des geronnenen Extrudats verbessert. Dabei ist zu beachten, daß auch mehr als eine Einlaßöffnung 124 und eine Vielzahl von Auslaßöffnungen 126 vorgesehen sein können. Der Kanal 122 erstreckt sich vorzugsweise längs der Längsachse der Schnecke 78, während die Öffnungen 124, 126 zwischen dem Kanal 86 und dem Kanal 122 radial verlaufen.

Um den Transport des abgezogenen Materials 128 i;n inneren Kanal 122 entgegen der Haupttransportrichtung in Richtung des Pfeils 127 zu fördern, ist beim Ausführungsbeispiel im inneren Kanal 122 eine innere Schnecke 130 mit einem Kern 132, der bei 134 am Gehäuse 72 befestigt ist und mit einem Schneckensteg 136 angeordneL Da die innere Schnecke 130 am Gehäuse 72 befestigt ist, verbleibt sie relativ zu der sich drehenden äußeren Schnecke 78 stationär. Der Schneckensteg 136 steigt daher in die gleiche Richtung wie der Steg 88 der äußeren Schnecke 78, wodurch das Material 128 von der Einlaßöffnung 124 stromaufwärts in Richtung des Pfeils 127 zur Auslaßöffnung 1215 transportiert wird.

Zur Kontrolle der durch den inneren Kanal 12 fließenden Materialmenge ist die innere Schnecke 130 bei dem in F i g. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel in axialer Richtung verstellbar. Im einzelnen ist der Kern 132 der Schnecke 130 mit einem Außengewinde 138 versehen, welches mit einem inneren Gewinds, -«40 im Gehäuse 72 zusammenwirkt Am gegenüberliegenden Ende der inneren Schnecke 130 ist angrenzend an die Auslaßöffnung 126 eine Schulter 142 einstückig angeformt so daß die Ausiaßöffnung 126 durch Verdrehen der Schnecke 130 mi; einem geeigneten Werkzeug, welches beispielsweise an einer sechseckigen Fassung 144 angesetzt werden kann, mehr oder weniger weit geöffnet bzw. geschlossen werden kann. Alternativ kann eine der Schulter 142 ähnliche Schulter,, d. h. ein verbreiterter Ventilbereich, angrenzend an die Einlaßöffnung 124 vorgesehen sein, um die gewünschte Einstellung der geförderten Materialmenge zu ermöglichen.

Bei einem weiteren, in F i g. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die innere Schnecke 130 weggelassen, und der Transport des Materials 128 im inneren Kanal 122 erfolgt allein aufgrund eines Druckunterschiedes zwischen den öffnungen 124 und 126, und zwar in Richtung des Pfeils 127.

Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 ist ebenfalls keine innere Schnecke vorgesehen. Die Kontrolle der durch den inneren Kanal 122 fließenden Materialmenge erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines Ventils 160 mit einer Ventiisiange 162, die in den Kern 123 der Schnecke 78 eingeschraubt ist und deren Endbereich 164 sich bis zu der Öffnung 126 erstreckt. Die Ventilstange 162 kann relativ zum Kern 123 verdreht werden, um den Endbereich 164 bezüglich der öffnung 126 in eine ausgewählte Position zu bringen und so den Durchfluß des Materials durch diese Öffnung einzustellen. Das äußere Einde 166 der Ventilstange 162 ist mit einer sechseckigen Fassung 168 versehen, an dsr ein Werkzeug angesetzt werden kann, um die Ventilstangc 162 zu verdrehen. 2'usätzlich oder statt dessen — letzteres wird bevorzugt — kann auch für die Einlaßöffnung 124 ein entsprechendes Ventil zum Einstellen der durch den inneren Kanal 122 fließenden Materialmenge vorgesehen sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schneckenstrangpresse, deren Schnecke auf ihrer Außenseite einen Schneckengänge bildenden Schneckensteg aufweist, mit einem im Inneren der Schnecke liegenden Kanal, welcher über mindestens zwei in Längsrichtung der Schnecke im Abstand voneinander vorgesehenen öffnungen mit der Außenseite der Schnecke verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine weiter stromabwärts liegende Öffnung (124) des Kanals (122) angrenzend an die rückwärtige Flanke des Schneckensteges (88) und eine weiter stromaufwärts gelegene Öffnung (126) angrenzend an die Vorderflanke des Schneckensteges (88) angeordnet ist

2. Schneckenstrangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß selektiv einstellbare Stelleinrichtungen (138,140,142; 160,164) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die durch den inneren Kanal (122)f fußende Materialmenge einstellbar ist

3. Schneckenstrangpresse nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem inneren Kanal (122) eine zweite, innere Schnecke (130) angeordnet ist mit deren Hilfe das durch den inneren Kanal (122) fließende Material entgegen der Hauptförderrichtung stromaufwärts transportierbar ist

4. Schneckenstrangpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schnecke (130) bezüglich eines Gehäuses (72) der Schneckenstrangpresse feststehend montiert ist und daß die Schnekkenstege (U3, 136) der beiden Schnecken (78, 130) eine in gleicher Richtung weisende Steigung besitzen.