DE2158246C3 - Vorrichtung zum Aufbereiten und Strangpressen von thermoplastischen Kunststoffen - Google Patents
Vorrichtung zum Aufbereiten und Strangpressen von thermoplastischen KunststoffenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbereiten und Strangpressen von thermoplastischen Kunststoffen,
bestehend aus einem Planetenschneckenextruder mit einer Zentralschnecke sowie gerade Stirnflächen
aufweisenden Planetenschnecken, einem vorge- $chalteten Einschneckenfüllextruder und einer nachgeschalteten
Einschneckenstrangpresse, wobei der Eiin- »chneckenfüllextruder, der Planetenschneckenextruder
sowie die Einschneckenstrangpresse durch eine gemeinsame Welle vereinigt sind, die im Bereich des
Einschneckenfüllextruders und der Einschneckenstrangpresse als Extrusionsschnecke und im Bereich des
Planetenschneckenextruders als Zentralschnecke ausgebildet ist und wobei der Einschneckenfüllextruder für
eine größere Förderleistung als der Planetenschneckenextruder ausgelegt ist
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (US-PS 54 542), dessen Planetenschneckenextruder mit Geradverzahnung
ausgeführt ist und daher keine eigene Förderleistung besitzt, bestehen im Bereich des
Übergangs zwischen dem' Einschneckenfüllextruder und dem Planetenschneckenextruder Schwierigkeiten. Handelt
es sich nicht lediglich um die Aufbereitung von extrusionsfreundlichen, im plastifizieften Zustand fiiedrigviskosen
Kunststoffen, werden eine gleichmäßige lind kontinuierliche Ausstoßleistung sowie eine homogene
Aufbereitung nicht erreicht
Bei anderen bekannten Vorrichtungen zum Aufbereiten und Strangpressen von thermoplastischen Kunststoffen
(US-PS 27 85 438 bzw. DE-AS 1210170), bei
welchen einem Planetenschneckenextruder ein ,Einschneckenfüllextruder
vorgeschaltet, aber keine Einschneckenstrangpresse nachgeschaltet ist, hat man zwar
auch schon im Bereich des dem EinschneckenfPUextruders
zugewandten Endes des Planetenschneckenextruders Kammern verwirklicht, indem man den Planetenschnecken
bzw. zwischen diesen angeordneten Verdrängerkörper kegelförmig zugespitzte Stirnflächen
gegeben hat Diese Kammern haben hier jedoch
ι5 praktisch nur einen Einfluß auf den Mischvorgang, aber
nicht auf die Gleichmäßigkeit und Kontinuität der Ausstoßleistung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiter auszubilden, daß
eine gleichmäßige und kontinuierliche Ausstoßleistung bei homogener Aufbereitung erreicht wird, und zwar
unabhängig davon, welche Kunststoffe bei welchen Betriebsparametern aufbereitet werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß jede zweite Planetenschnecke des Planetenschneckenextruders
unter Bildung einer Aufnahmekammer verkürzt und daß die zylindrische Gehäuseinnenwand
des Einschneckenfüliextruders in Förderrichtung auslaufende
Längsnuten aufweist
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß eine gleichmäßige und kontinuierliche Ausstoßleistung
sowie homogene Aufbereitung für beliebige Kunststoffe nur dann gewährleistet ist, wenn bei dem Planetenschneckenextruder
für einen beschleunigten Masseeinzug gesorgt wird und unmittelbar vor dem Planetenschneckenextruder
ein gleichmäßiger Massestau erzeugt wird. Den beschleunigten Masseeinzug erreicht
man durch die Verkürzung jeder zweiten Planetenschnecke, wodurch die genannten Aufnahmekammern
entstehen, die nach Art eines. Bechiinverkes umlaufen
und von den Schneckenstegen der rotierenden Zentralschnecke und Planetenschnecken begrenzt sind. Den
gleichmäßigen Massestau unmittelbar vor dem Planetenschneckenextruder besorgen die in Förderrichtung
auslaufenden Längsnuten in der zylindrischen Gehäuseinnenwand des Einschneckenfüllextruders. Infolge des
funktioneilen Zusammenspiels dieser beiden, konstruktiv sehr einfachen Maßnahmen beobachtet man
jedenfalls die eingangs erwähnten Schwierigkeiten nicht
so mehr.
Für alle üblichen Kunststoffe und Betriebsparameter errechnet man sehr gute Ergebnisse, wenn die
verkürzten Planetenschnecken um ein ihrem Schnekkendurchmesser
d entsprechendes Maß im Bereich von d/2 bis d gegenüber den übrigen Planctenschnecken
verkürzt sind. Das gleiche gilt wenn die Längsnuten des Einschneckenfüllextruders unter einem Winkel von 0"
zur Schneckenachse verlaufen und das Volumen der Längsnuten bezogen auf die Lunge eines Schneckenganges
der Extrusionsschnecke des Einschneckenfüllextruders etwa 5 bis 10% des Schneckengangvolumens
beträgt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel dargestellten Zeichnung erläutert
Es zeigt
F i g, 1 einen, Axialschnitt durch eine Vorrichtung zum
Aufbereiten und Strangpressen von thermoplastischen Kunststoffen,
F ί g. 2 in gegenüber der F i g. 1 wesentlich vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus dem Gegenstand
nach F i g. 1, die Planetenschnecken vollständig, und
Fig.3 einen Schnitt in Richtung A-A durch den
Gegenstand nach F i g. Z
Die Vorrichtung besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau zumindest aus einem Planetenschneckenextruder
1 mit Zentralschnecke und gerade Stirnflächen aufweisenden Planetenschnecken 3, wobei ein Einschneckenfülle'.iruder
4 vorgeschaltet ist und eine Einschneckenstrangpresse 5 nachgeschaltet ist Der
Einschneckenfüllextruder 4 besitzt einen Einfülltrichter 6. Im übrigen sind der Einschneckenfüllextruder 4, der
Planetenschneckenextruder 1 sowie die Einschneckenstrangpresse 5 durch eine durchlaufende gemeinsame
Welle vereinigt, die im Bereich des Einschneckenfüllextruders
4 und der Einschneckenstrangpresse 5, als Extrusionsschnecken 7 bzw. 8 im Bereich des Planetenschneckenextruders
als die schon erwähnte Zentralschnecke 2 ausgebildet ist. Die Zentralschnecke 2,
Planetenschnecken und Innenwandung des Zylinders
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einer Schrägverzahnung 9 miteinander verzahnt, wodurch im Planetenschneckenextruder 1 neben der
Plastifizier- und Homogenisierwirkurcg auch ein Fördereffekt
erzielt wird.
Man entnimmt aus der Fig. 1 unmittelbar, daß der Einschneckenfüllextruder 4 als Einfüllpresse ausgeführt
ist Außerdem erkennt man hier und insbesondere in den F i g. 2 und 3, daß von den nachgeschalteten Planetenschnecken
3 des Planetenschneckenextruders 1 jede zweite zur Bildung einer stirnseitig umlaufenden
Aufnahmekammer 10 für das von dem Einschneckenf üliextruder 4 zur Verfügung gestellte Gut verkürzt ist
Der Einschneckenfüllextruder 4 besitzt eine Extrusionsschnecke
7, die im Ausführungsbeispiel eine Länge von 3D besitzt, wobei D den Gesamtdurchmesser der
Extrusionsschnecke 7 bezeichnet Außerdem erkennt man, daß die Extrusionsschnecke 7 der Einfüllpresse 4
kerndegressiv geschnitten ist, es handelt sich im übrigen um eine {lachgeschnittene Extrusionsschnecke 7. Die
Förderleistung des Einschneckenfüllextruders 4 ist so bestimmt, daß sie die Aufnahmekapazität des nachgeschalteten
Planetenschneckenextruders 1 und damit der nachgeschalteten Einschneckenstrangpresse 5 übersteigt
Über die Aufnahmekammern 10 kann der Planetenschneckenextruder 1 folglich stets gleichsam in
optimaler Weise das zu plastifizierende oder zu homogenisierende Gut aufnehmen. Nicht erkennbar ist,
daß der Einschneckenfüllextruder 4 zweckmäßigerweise einen Zylinder aufweist, in. dem die Schneckenwelle
mit sehr geringem Schneckenspiel gelagert ist Unkontrollierte Leckströmung soll auf diese Weise vermieden
werden. Andererseits besitzt die zylindrische Gehäuseinnenwand des Einschneckenfüllextruders 4 Längsnuten
11, die unter einem Winkel von etwa 0° zur Schneckenachse verlaufen. Um diese erkennbar zu
machen, ist in F i g. 1 die Schneckenwelle 7 zum Teil weggebrochen. Das Volumen dieser Jjingsnuten 11 ist
so bemessen, daß mit Bezug auf die Lange eines Ganges
der Extrusionsschecke 7 etwa 5 Dis 10% des Schneckengangvolumens beträgt Auch hier ist Selbstreinigung
gewährleistet
Die Größe der Aufnahmekammern 10 richtet sich ein wenig nach dem zu bearbeitenden Gut Jede zweite
Planetenschnecke 3 ist um ein etwa ihrem Schnekkenkerndurchmesser d entsprechendes Maß verkürzt,
man kann jedoch auch mit dl2 noch ausgezeichnet arbeiten. Das gilt insbesondere dann, wenn in dem
Einschneckenfüllextruder 4 bereits eine Plastifizierung und Mastifiziening des Kunststoffs erreicht ist, wozu die
in F i g. 1 angedeutete Beheizung des Zylinders des
Einschneckenfüllextruders 4 beitragen kann. Durch diese Beheizung sind auch Fördermenge und Gleichmäßigkeit
der Förderung zusätzlich steuerbar.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Vorrichtung zum Aufbereiten und Strangpressen von thermoplastischen Kunststoffen, bestehend
aus einem Planetenschneckenextruder mit einer Zentralschnecke sowie gerade Stirnflächen aufweisenden
Planetenschnecken, einem vorgeschalteten Einschneckenfüllextruder und einer nachgeschalteten
Einschneckenstrangpresse, wobei der Einschnekkenfüllextruder, der Planetenschneckenextruder sowie
die Einschneckenstrangpresse durch eine gemeinsame Welle vereinigt sind, die im Bereich des
Einschneckenfüllextruders und der Einschneckenstrangpresse als Extrusionsschnecke und im Bereich
des Planetenschneckenextruders als Zentralschnekke ausgebildet ist, und wobei der Einschneckenlüllextruder
für eine größere Förderleistung als der Planetenschneckenextruder ausgelegt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß jede zweite Planetenschnecke (3) des Planetenschneckenexmiders
(1) unter Bildung einer Aufnahmekammer (iO) verkürzt ist und daß die zylindrische Gehäuseinnenwand
des Einschneckenfüllextruders (4) in Förderrichtung auslaufende Längsnuten (11) aufweist
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verkürzten Planetenschnekken
(3) um ein ihrem Schneckendurchmesser d entsprechendes Maß im Bereich von d/2 bis d
gegenüber den übrigen Planetenschnecken (3) verkürzt sind.
3. Vorrichung nach Patentanspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (11) des Einschneckenfüllextruders (4) unter einem
Winkel von 0° zur Schnecken?·'hse verlaufen und das Volumen der Längsnuten (11) bezogen auf die
Länge eines Schneckenganges der Extrusionsschnecke (7) des Einschneckenfüllextruders (4) eitwa
5 bis 10% des Schneckengangvolumens beträgt
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