DE29901899U1 - Twin screw extruder - Google Patents
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Description
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DoppelschneckenextruderTwin screw extruder
BeschreibungDescription
Die Erfindung bezieht sich auf einen Doppelschneckenextruder mit zwei in einem Schneckengehäuse angeordneten, gleichsinnig drehenden Schnecken, bei welchem im Verlauf beider Schnecken jeweils an der gleichen axialen Stelle mindestens ein aus mindestens drei in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Polygonscheiben bestehender Knetblock angebracht ist, dessen Polygonscheiben mindestens zwei in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt Dichtflächen aufweisen, die einen dem Innendurchmesser des Schneckengehäuses entsprechenden Durchmesser haben, und bei welchem die Durchlaßöffnung zwischen jeweils zwei Polygonscheiben der kämmenden Knetblöcke unter Verkleinerung der Oberfläche der Dichtflächen insgesamt dadurch vergrößert ist, daß im Bereich der quer zur Achsrichtung der Schnecken verlaufenden Kanten der sich in Umfangsrichtung der Polygonscheiben erstreckenden und durch zur Achsrichtung der Schnecken parallele Linien begrenzten Dichtflächen Werkstoff abgetragen ist (EP-B-O 522 390).The invention relates to a twin-screw extruder with two co-rotating screws arranged in a screw housing, in which at least one kneading block consisting of at least three polygon disks offset relative to one another in the circumferential direction is mounted at the same axial location in the course of both screws, the polygon disks of which have at least two sealing surfaces offset relative to one another in the circumferential direction, which have a diameter corresponding to the inner diameter of the screw housing, and in which the passage opening between each two polygon disks of the intermeshing kneading blocks is enlarged while reducing the surface area of the sealing surfaces overall by removing material in the area of the edges running transversely to the axial direction of the screws of the sealing surfaces extending in the circumferential direction of the polygon disks and delimited by lines parallel to the axial direction of the screws (EP-B-O 522 390).
Derartige Doppelschneckenextruder oder auch Compoundiermaschinen werden zum Kneten und Mischen von Kunststoffen verwendet. Die eingesetzten Schnecken sind in Anpassung an die Art des Ausgangsmaterials, das beispielsweise zähflüssig, plastisch, pulverförmig oder körnig sein kann, unterschiedlich dimensioniert und aufgebaut. Wesentlich für die Arbeitsweise der Doppelschneckenextruder und für die Qualität des ausgestoßenen Materials sind u. a. eine gute Durchmischung und ein geringer thermischer Abbau desselben während der Förderung durch das Schneckengehäuse.Such twin-screw extruders or compounding machines are used for kneading and mixing plastics. The screws used are dimensioned and constructed differently to suit the type of starting material, which can be viscous, plastic, powdery or granular, for example. Good mixing and low thermal degradation of the same during conveyance through the screw housing are essential for the functioning of the twin-screw extruder and for the quality of the material extruded.
Aus der EP-A-O 422 272 geht eine Misch- und Knetvorrichtung hervor, die aus jeweils zwei, an Schnecken angebrachten und miteinander kämmenden Knetblöcken besteht. Die Knetblöcke bestehen aus in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Polygonscheiben mit Dichtflächen, die in Montageposition nahe an einem die Knetblöcke umgebenden Gehäuse liegen. Zur Bildung einer vergrößerten Durchlaßöffnung zwischen zwei Polygonscheiben ist an wenigstens einer Polygonscheibe Werkstoff abgetragen. Dabei ist die jeweilige Dichtfläche in axialer Richtung verkürzt.EP-A-O 422 272 discloses a mixing and kneading device which consists of two kneading blocks each attached to screws and meshing with one another. The kneading blocks consist of polygon disks offset from one another in the circumferential direction with sealing surfaces which, in the assembly position, lie close to a housing surrounding the kneading blocks. In order to form an enlarged passage opening between two polygon disks, material is removed from at least one polygon disk. The respective sealing surface is shortened in the axial direction.
In der eingangs erwähnten EP-B-O 522 390 ist ein Doppelschneckenextruder beschrieben, bei dem die Dichtflächen der Polygonscheiben sowohl an der zuströmseitigen als auch an der abströmseitigen Stirnfläche durch Werkstoffabtrag verkleinert sind. Diese Ausbildung der Dichtflächen hat sich in der Praxis bewährt. Der fertigungstechnische Aufwand ist in manchen Anwendungsfällen jedoch nicht erforderlich.In the EP-B-O 522 390 mentioned at the beginning, a twin-screw extruder is described in which the sealing surfaces of the polygon disks are reduced in size by removing material on both the inflow and outflow end faces. This design of the sealing surfaces has proven itself in practice. However, the manufacturing effort is not necessary in some applications.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs geschilderten Doppelschneckenextruder so weiterzubilden, daß die verbesserter Durchmischung des zu fördernden Materials im Bereich der Knetblöcke ohne störende Scherspitzen auch mit vermindertem Aufwand möglich ist.The invention is based on the object of developing the twin-screw extruder described at the beginning in such a way that the improved mixing of the material to be conveyed in the area of the kneading blocks is possible without disturbing shear peaks and with reduced effort.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß nur ein Teil der Dichtflächen der Polygonscheiben beider Knetblöcke durch Werkstoffabtrag verkleinert ist, während der andere Teil der Dichtflächen vollständig ausgebildet ist, mit den zur Achsrichtung der Schnecken parallel verlaufenden Linien und den quer zur Achsrichtung derselben verlaufenden Kanten an den Stirnflächen der Polygonscheiben als Begrenzungen.This object is achieved according to the invention in that only a part of the sealing surfaces of the polygon disks of both kneading blocks is reduced by material removal, while the other part of the sealing surfaces is completely formed, with the lines running parallel to the axial direction of the screws and the edges running transversely to the axial direction of the same on the end faces of the polygon disks as boundaries.
Bei dieser Ausbildung der Dichtflächen der Poiygonscheiben werden die Durchlässe zwischen den Polygonscheiben der beiden kämmenden Knetblöcke zumindest teilweise gezielt so vergrößert, daß das geförderte Material nicht nur leichter, sondern auch vollständig hindurchtreten kann. Der unerwünschte thermische Abbau des Materials wird damit einerseits durch eine deutliche Reduzierung von Scherspitzen und andererseits dadurch vermieden, daß die Durchmischung des Materials im gesamten Bereich der Knetblöcke verbessert wird. Dadurch, daß zumindest die vollständigen Dichtflächen sich weiter über die ganze Breite der Polygonscheiben erstrecken, kann es im Bereich der Knetblöcke zu keiner Materialablagerung und damit nicht zu einer thermischen Belastung des Materials kommen. Durch die in voller Breite vorhandenen Dichtflächen werden sowohl die Oberfläche des Schneckengehäuses als auch der SchneckengrundWith this design of the sealing surfaces of the polygon disks, the passages between the polygon disks of the two meshing kneading blocks are at least partially specifically enlarged so that the conveyed material can not only pass through more easily, but also completely. The undesirable thermal degradation of the material is thus avoided on the one hand by a significant reduction in shear peaks and on the other hand by improving the mixing of the material in the entire area of the kneading blocks. Because at least the complete sealing surfaces extend over the entire width of the polygon disks, there can be no material deposits in the area of the kneading blocks and thus no thermal stress on the material. The sealing surfaces that are present across the full width protect both the surface of the screw housing and the base of the screw.
ständig frei von Ablagerungen gehalten. Mit diesem Doppelschneckenextruder werden das zu fördernde Material gut durchmischt und die thermische Belastung wesentlich herabgesetzt.constantly kept free of deposits. With this twin-screw extruder, the material to be conveyed is thoroughly mixed and the thermal load is significantly reduced.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.Embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Doppelschneckenextruders nach der Erfindung.Fig. 1 is a schematic representation of a twin-screw extruder according to the invention.
Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie Il - Il in vergrößerter Darstellung.Fig. 2 is an enlarged view of a section through Fig. 1 along the line II - II.
Fig. 3 eine Ansicht eines in dem Doppelschneckenextruder einsetzbaren Knetblocks in nochmals vergrößerter Darstellung.Fig. 3 is a view of a kneading block that can be used in the twin-screw extruder in an even larger representation.
Fig. 4 bis 7 Einzelheiten der beiden eingesetzten Knetblöcke in unterschiedlichen Ausführungsformen.Fig. 4 to 7 Details of the two kneading blocks used in different designs.
Fig. 8 eine gegenüber den Fig. 4 bis 7 abgewandelte Ausführungsform der Knetblöcke.Fig. 8 shows a modified embodiment of the kneading blocks compared to Figs. 4 to 7.
In Fig. 1 ist ein Doppelschneckenextruder 1 - im folgenden kurz „Extruder 1" genannt schematisch dargestellt, von dem nur die für das Verständnis der Erfindung wichtigen Teile eingezeichnet sind. Im Schneckengehäuse 2 des Extruders 1 sind zwei Schnecken und 4 angeordnet, die von einem nicht dargestellten Antrieb gleichsinnig um ihre Achse gedreht werden. Zur Bearbeitung von in den Extruder 1 eingefülltem Kunststoff durch die miteinander kämmenden und um ihre Achsen drehenden Schnecken 3 und 4 wird der Kunststoff in Richtung des Pfeiles P zum Spritzkopf 5 bewegt. Im Verlauf beider Schnecken 3 und 4 ist an mindestens einer kreuzschraffiert gekennzeichneten Stelle auf gleicher Höhe der beiden Schnecken 3 und 4 je ein Knetblock K angebracht, dessen genauerer Aufbau aus den Fig. 3 bis 7 hervorgeht. Sonstige Teile der Schnecken 3 und 4, wie Förder- und Mischteile, sind grundsätzlich bekannt und daher nicht mit dargestellt.In Fig. 1, a twin-screw extruder 1 - hereinafter referred to as "extruder 1" for short - is shown schematically, of which only the parts important for understanding the invention are shown. In the screw housing 2 of the extruder 1, two screws and 4 are arranged, which are rotated in the same direction about their axes by a drive (not shown). In order to process plastic filled into the extruder 1, the screws 3 and 4 mesh with each other and rotate about their axes, the plastic is moved in the direction of the arrow P to the injection head 5. In the course of both screws 3 and 4, a kneading block K is attached at at least one cross-hatched point at the same height as the two screws 3 and 4, the more precise structure of which can be seen from Figs. 3 to 7. Other parts of the screws 3 and 4, such as conveying and mixing parts, are basically known and are therefore not shown.
Aus Fig. 3 ist eine Stirnansicht eines Knetblocks K ersichtlich, der fünf Polygonscheiben 6, 7, 8, 9 und 10 aufweist. Jede der beiden Schnecken 3 und 4 hat in ihrem Verlauf mindestens einen solchen Knetblock K, und zwar jeweils in axial gleicher Höhe. Die beiden Knetblöcke K der beiden Schnecken 3 und 4 kammern also miteinander. Die Polygonscheiben 6 bis 10 sind in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist jede der Polygonscheiben 6 bis 10 an zwei einander diametral gegenüberliegenden Seiten eine Dichtfläche D auf. Der Abstand der Dichtflächen D vom Mittelpunkt des Knetblocks K entspricht dem Radius R des Innenraums des Schneckengehäuses 2, das in Fig. 3 ausschniitsweise angedeutet ist.Fig. 3 shows a front view of a kneading block K which has five polygon disks 6, 7, 8, 9 and 10. Each of the two screws 3 and 4 has at least one such kneading block K along its course, each at the same axial height. The two kneading blocks K of the two screws 3 and 4 thus chamber with one another. The polygon disks 6 to 10 are offset from one another in the circumferential direction. In the illustrated embodiment, each of the polygon disks 6 to 10 has a sealing surface D on two diametrically opposite sides. The distance of the sealing surfaces D from the center of the kneading block K corresponds to the radius R of the interior of the screw housing 2, which is indicated in detail in Fig. 3.
Zwischen dem feststehenden Schneckengehäuse 2 und den sich drehenden Dichtflächen D verbleibt ein verfahrenstechnisch bedingter Spalt.Between the fixed screw housing 2 and the rotating sealing surfaces D, a gap remains due to the process technology.
In den Fig. 4 bis 7 sind jeweils Polygonscheiben 6 des einen Knetblocks K und Polygonscheiben 6a des anderen Knetblocks K ausschnittsweise dargestellt. Die anderen Polygonscheiben 7 bis 10 bzw. 7a bis 1 Oa der beiden Knetblöcke K sind entsprechend gestaltet. Die Polygonscheiben 6 bis 10 des in der Darstellung oberen Knetblocks K sind mit verkleinerten Dichtflächen Dl ausgerüstet, während die Polygonscheiben 6a bis 10a des anderen Knetblocks K vollständig sind.In Fig. 4 to 7, polygon disks 6 of one kneading block K and polygon disks 6a of the other kneading block K are shown in detail. The other polygon disks 7 to 10 and 7a to 10a of the two kneading blocks K are designed accordingly. The polygon disks 6 to 10 of the upper kneading block K in the illustration are equipped with reduced sealing surfaces Dl, while the polygon disks 6a to 10a of the other kneading block K are complete.
Bei dem oberen Knetblock K kann an der Polygonscheibe 6 eine der quer zur Achsrichtung der Schnecken 3 und 4 verlaufenden Kanten 11 oder 1 2 der Dichtflächen Dl zumindest teilweise einen abgeschrägten Verlauf haben. Die Dichtflächen D2 der Polygonscheibe 6a des anderen Knetblocks K sind hingegen vollständig. Sie werden durch die beiden parallel zur Achsrichtung der Schnecken 3 und 4 verlaufenden Linien Ll und L2 sowie durch die quer zur Achsrichtung derselben verlaufenden Kanten 11 und 12 an den Stirnflächen der Polygonscheibe 6a begrenzt. Die Kante 11 der Dichtflächen Dl kann gemäß Fig. 4 teilweise senkrecht zur Achsrichtung der Schnecken 3 und 4 und teilweise schräg dazu verlaufen. Die schräge Kante kann aber auch auf ihrer ganzen Länge schräg verlaufen, was in Fig. 5 für die Kante 12 eingezeichnet ist. Die in den Fig. 4 und 5 kreuzschraffiert dargestellten Flächen werden dazu jeweils abgetragen. Sie gehören nicht mehr zu den Dichtflächen Dl. Die Bereiche der kreuzschraffierten Flächen bilden vergrößerte Durchlässe für das zu fördernde Material. Sie sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils nur auf einer Seite der Dichtflächen Dl vorhanden. Die gegenüberliegende Kante der Dichtflächen Dl verläuft dabei jeweils unverändert quer zur Achse der Schnecken 3 und 4. Es können auch beide Kanten 11 und 12 der Dichtflächen Dl schräg verlaufen, so daß auf beiden Seiten ein Werkstoffabtrag vorliegt. In allen Fällen sind die Dichtflächen D2 des anderen Knetblocks K zur Sicherung der „Reinigungswirkung" vollständig, mit den Begrenzungen 11, 12, Ll undL2.In the upper kneading block K, one of the edges 11 or 12 of the sealing surfaces Dl on the polygon disk 6 that run transversely to the axial direction of the screws 3 and 4 can have at least a partially beveled course. The sealing surfaces D2 of the polygon disk 6a of the other kneading block K, on the other hand, are complete. They are limited by the two lines Ll and L2 that run parallel to the axial direction of the screws 3 and 4 and by the edges 11 and 12 that run transversely to the axial direction of the same on the front faces of the polygon disk 6a. The edge 11 of the sealing surfaces Dl can run partially perpendicular to the axial direction of the screws 3 and 4 and partially obliquely to it, as shown in Fig. 4. The oblique edge can also run obliquely along its entire length, which is shown in Fig. 5 for the edge 12. The areas shown cross-hatched in Fig. 4 and 5 are each removed for this purpose. They no longer belong to the sealing surfaces Dl. The areas of the cross-hatched areas form enlarged passages for the material to be conveyed. In the embodiments shown, they are only present on one side of the sealing surfaces Dl. The opposite edge of the sealing surfaces Dl runs unchanged across the axis of the screws 3 and 4. Both edges 11 and 12 of the sealing surfaces Dl can also run diagonally, so that material is removed on both sides. In all cases, the sealing surfaces D2 of the other kneading block K are complete, with the boundaries 11, 12, Ll and L2, to ensure the "cleaning effect".
Die schrägen Kanten der Dichtflächen des einen Knetblocks K sind in den Fig. 4 und 5 so eingezeichnet, daß sie in Förderrichtung des mit dem Doppelschneckenextruder zu verarbeitenden Materials verlaufen. Sie können gemäß den Fig. 6 und 7 aber auch entgegengesetzt abgeschrägt sein. Sie verlaufen dann entgegengesetzt zur Förderrichtung. Der Knetblock K kann entweder mit Dichtflächen Dl nach den Fig. 4 und 5 oder nach den Fig. 6 und 7 ausgerüstet sein. Es können im Knetblock K aber auch Polygonscheiben verwendet werden, bei denen die schrägen Kanten 11 und 12The slanted edges of the sealing surfaces of one kneading block K are shown in Fig. 4 and 5 so that they run in the conveying direction of the material to be processed with the twin-screw extruder. They can be slanted in the opposite direction as shown in Fig. 6 and 7. They then run in the opposite direction to the conveying direction. The kneading block K can be equipped with sealing surfaces Dl as shown in Fig. 4 and 5 or as shown in Fig. 6 and 7. Polygon disks can also be used in the kneading block K, in which the slanted edges 11 and 12
der Dichtflächen Dl abwechselnd entgegengesetzt gerichtet verlaufen. In Abhängigkeit von der Anzahl der im Knetblock K zusammengefaßten Polygonscheiben kann allerdings auch jede andere mögliche Kombination der unterschiedlich verlaufenden schrägen Kanten gewählt werden. Der Knetblock K soll auf jeden Fall mindestens drei in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Polygonscheiben haben. Er kann allerdings auch mit vier oder mehr als fünf Polygonscheiben ausgerüstet sein.the sealing surfaces Dl run alternately in opposite directions. Depending on the number of polygon disks combined in the kneading block K, any other possible combination of the differently running oblique edges can be selected. The kneading block K should in any case have at least three polygon disks offset from one another in the circumferential direction. However, it can also be equipped with four or more than five polygon disks.
In Fig. 8 sind die Polygonscheiben 6 bis 10 und 6a bis 10a der beiden kämmenden Knetblöcke K im Eingriff schematisch dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist pro Knetblock K nur jede zweite Polygonscheibe mit verkleinerten Dichtflächen Dl versehen, und zwar derart, daß die so ausgebildeten Polygonscheiben der beiden Knetblöcke K um eine Polygonscheibe in Achsrichtung gegeneinander versetzt sind. Bei dem in Fig. 8 oben gezeigten Knetblock K haben demnach die Polygonscheiben 6, 8 und 10 verkleinerte, schräg eingezeichnete Dichtflächen Dl, während die durch achsparallele Linien begrenzten Dichtflächen D2 der Polygonscheiben 7 und 9 vollständig sind. Beim unteren Knetblock K sind die verkleinerten Dichtflächen Dl an den Polygonscheiben 7a und 9a angebracht. Die Polygonscheiben 6a, 8a und 10a haben vollständige Dichtflächen D2. Wirkungsweise, Zusammenwirken und unterschiedliche Gestaltung der jeweiligen Dichtflächen gelten analog zur Beschreibung zu den Fig. 4 bis 7.In Fig. 8, the polygon disks 6 to 10 and 6a to 10a of the two meshing kneading blocks K are shown schematically in engagement. In this embodiment, only every second polygon disk per kneading block K is provided with reduced sealing surfaces Dl, in such a way that the polygon disks of the two kneading blocks K thus formed are offset from one another by one polygon disk in the axial direction. In the kneading block K shown at the top in Fig. 8, the polygon disks 6, 8 and 10 therefore have reduced, obliquely drawn sealing surfaces Dl, while the sealing surfaces D2 of the polygon disks 7 and 9, which are delimited by axially parallel lines, are complete. In the lower kneading block K, the reduced sealing surfaces Dl are attached to the polygon disks 7a and 9a. The polygon disks 6a, 8a and 10a have complete sealing surfaces D2. The mode of operation, interaction and different design of the respective sealing surfaces are analogous to the description in Fig. 4 to 7.
Claims (3)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-02-04 DE DE29901899U patent/DE29901899U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2374600A1 (en) | 2010-04-12 | 2011-10-12 | Borealis AG | Kneading disk with tapered crest surface |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19990602 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20020604 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20050304 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20070308 |
|
| R071 | Expiry of right |