DE1145787B - Screw extruder with a damming section, the cross section of which is variable - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenstrangpresse für die kontinuierliche Herstellung von Profilen, z. B. Schläuchen, Fäden usw., aus spritzfähigem Werkstoff, wie z. B. thermoplastischen Kunststoffen, mit mindestens einer Schnecke und einem zwischen Auspreßdüse und Füllschacht angeordneten spaltförmigen Stauabschnitt, dessen Querschnitt durch axiale Verschiebung der Schnecke veränderlich ist.The invention relates to a screw extruder for the continuous production of profiles, e.g. B. hoses, threads, etc., made of sprayable Material such as B. thermoplastics, with at least one screw and one Gap-shaped damming section arranged between the extrusion nozzle and the filling chute, the cross-section of which is through axial displacement of the screw is variable.

Bekannte Schneckenstrangpressen dieser Art besitzen eine oder mehrere parallelachsige Schnecken, die in einem zylindrischen Preßzylinder um eine zu dessen Mittellinie parallele Achse drehbar und axial verschiebbar angeordnet sind. Der Kopf der Schnecke läuft gewöhnlich in Richtung auf die Spritodüsenmündung kegelig zu. Der zu verarbeitende Werkstoff wird in pulveriger oder kömiger Form durch einen Füllschacht, der an dem der Spritzdüse entgegengesetzten Ende des Preßzylinders angeordnet ist, in den Preßzylinder eingeführt.Known screw extrusion presses of this type have one or more parallel-axis screws, which can be rotated and axially rotated in a cylindrical press cylinder about an axis parallel to its center line are arranged displaceably. The head of the snail usually runs towards the nozzle mouth tapered to. The material to be processed is in powdery or granular form by a Filling chute, which is arranged at the end of the press cylinder opposite the spray nozzle, in introduced the press cylinder.

Der Preßzylinder wird bei Verarbeitung thermoplastischen Materials von außen beheizt, um das pulverförmig oder in kömigem Zustand zugeführte Rohmaterial auf seinem Weg zu der am anderen Preßzylinderende befindlichen Spritzdüse zu erweichen. Das Material wird durch die Schnecke ständig geknetet.When thermoplastic material is processed, the press cylinder is heated from the outside in order to achieve the Raw material supplied in powder form or in a granular state on its way to the other To soften the injection nozzle located at the end of the press cylinder. The material gets through the auger constantly kneaded.

Es hat sich gezeigt, daß es äußerst schwierig ist, eine gleichmäßige Beschaffenheit des auf solchen Schneckenstrangpressen hergestellten Enderzeugnisses zu gewährleisten. Man hat zunächst versucht, die Gleichmäßigkeit durch stärkere Durchknetung des plastifizierten Materials, durch eine abgestufte Regulierung der Beheizung und auf verschiedene andere Wege zu verbessern, jedoch konnten durch diese Maßnahmen noch keine befriedigenden Ergebnisse erreicht werden.It has been found that it is extremely difficult to obtain a uniform texture on such Screw extrusion to ensure the end product manufactured. At first you tried that Uniformity through stronger kneading of the plasticized material, through graduated regulation the heating and in various other ways could improve, however, through this Measures have not yet achieved satisfactory results.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß man zu einer sehr guten Gleichmäßigkeit des Enderzeugnisses gelangen kann, wenn das plastifizierte Material, je nach seinen Eigenschaften, in einer oder mehreren Stufen des in dem Preßzyhnder zurückzulegenden Weges einer hohen Verdichtung unterworfen wird.The invention is based on the knowledge that the end product is very uniform can arrive when the plasticized material, depending on its properties, in an or several stages of the path to be covered in the press cylinder subjected to high compression will.

Es ist eine Schneckenstrangpresse bekannt, deren Schnecke aus zwei hintereinanderh'egenden Schnekkengängen unterschiedlicher Steigung besteht. Der dem Auspreßende näher gelegene TeE der Schnecke besitzt überdies einen größeren Durchmesser, als der dem Auspreßende abgewandte Teil. Die beiden Schneckenteile sind durch einen konischen Übergang miteinander verbunden. Dementsprechend ist auch der Preßzyhnder derart ausgebildet, daß er zwei Boh-A screw extruder is known, the screw of which consists of two consecutive screw flights different slope exists. The TeE of the screw that is closer to the end of the extrusion moreover has a larger diameter than the part facing away from the extrusion end. The two Screw parts are connected to one another by a conical transition. Accordingly is also the press cylinder designed in such a way that it has two

SchneckenstrangpresseScrew extruder

mit einem Stauabschnitt, dessen Querschnittwith a stowage section, the cross-section of which

veränderlich istis changeable

Anmelder:Applicant:

Klöckner-Humboldt-Deutz
Aktiengesellschaft, Köln-DeutzKlöckner-Humboldt-Deutz
Aktiengesellschaft, Cologne-Deutz

Horst Heidrich, Köln-Deutz,
ist als Erfinder genannt wordenHorst Heidrich, Cologne-Deutz,
has been named as the inventor

rungen unterschiedlichen Durchmessers aufweist. Die Stauwirkung des konischen Überganges kann durch axiale Verschiebung der Förderschnecke gegenüber dem Preßzylinder verändert werden. Derartige Schneckenstrangpressen sind naturgemäß teurer in der Herstellung als solche mit glatt durchgehender Schnecke und glatt durchgehendem Zylinder. Es werden mehrere Werkzeuge oder zumindest mehrere Werkzeugeinstellungen bei der Herstellung benötigt. Die Herstellung der konischen Übergänge erschwert und verteuert die Herstellung weiter.has stanchions of different diameters. The damming effect of the conical transition can through axial displacement of the screw conveyor relative to the press cylinder can be changed. Such Screw extrusion presses are naturally more expensive to manufacture than those with a straight through Screw and smooth continuous cylinder. There will be several tools, or at least several Tool settings required during manufacture. Making the conical transitions difficult and makes production more expensive.

Femer ist eine Vorrichtung zum Plastifizieren von Stoffen, insbesondere von Gummi, bekannt. Diese Vorrichtung weist eine Schnecke mit zwei voneinander verschiedenen Schraubengängen auf, die durch einen Bund voneinander getrennt sind. An zwei einander gegenüberliegenden Stellen des Preßzyhnders ist je eine kurze Nut eingefräst, in welche je ein pflugscharähnliches Messer ragt, welches die Aufgabe hat, den Gummi unter Druck von dem Bereich des ersten Schneckenganges in den Bereich des zweiten Schneckenganges zu leiten. Auch die Herstellung einer solchen Schnecke und des dazugehörigen Preß-Furthermore, a device for plasticizing substances, in particular rubber, is known. These Device has a screw with two different screw threads, which through are separated by a covenant. At two opposite points on the press cylinder a short groove is milled into each of which a ploughshare-like knife protrudes, which does the job has, the rubber under pressure from the area of the first screw flight to the area of the second To direct the worm gear. The manufacture of such a screw and the associated press

Zylinders ist mit den obenerwähnten Schwierigkeiten verbunden.Cylinder is associated with the aforementioned difficulties.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schneckenstrangpresse zu schaffen, deren Herstellung nicht mit den erwähnten Schwierigkeiten verbunden ist. Dies wird dadurch erreicht, daß bei Schnecken mit gleichbleibendem Außendurchmesser ein oder mehrere Stauabschnitte aus einem an sich bekannten, dieThe object of the invention is to create a screw extruder, the manufacture of which does not involve associated with the difficulties mentioned. This is achieved in that with screws with a constant Outer diameter one or more damming sections from a known per se, the

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Scihneckengänge unterbrechenden riagförmigenBund, dessen Außendurchmesser gleich oder etwas kleiner als der Durchmesser der Bohrung des Preßzylinders ist, und einer im Bereich des Bundes in der Bohrung des Preßzylinders vorgesehenen flachen Ringnut mit in axialer Richtung unterschiedlicher Tiefe bestehen. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schnekkenstrangpresse hat infolgedessen die Schnecke auf ihrer gesamten Länge den gleichen Durchmesser und die gleiche Steigung; die Herstellung des Bundes macht keinerlei Schwierigkeiten. Die Bohrung des Preßzylinders hat ebenfalls auf ihrer gesamten Länge den gleichen Innendurchmesser, und das Einstechen der Ringnut ist nicht umständlich. Der Außendurchmesser des an der Schnecke vorgesehenen Bundes wird zweckmäßig etwas kleiner als der Durchmesser der Bohrung des Preßzylinders gewählt, um zu verhindern, daß bei falscher Einstellung der Schneckenstrangpresse der Durchfluß des geförderten Gutes gänzlich unterbrochen und die Maschine infolgedessen überlastet wird.Riag-shaped collar interrupting the sci-corner passages, whose outer diameter is equal to or slightly smaller than the diameter of the bore of the press cylinder is, and provided in the region of the collar in the bore of the press cylinder with flat annular groove exist in the axial direction of different depths. In the manufacture of the screw extruder according to the invention As a result, the screw has the same diameter and over its entire length the same slope; the establishment of the covenant does not cause any difficulties. The bore of the The press cylinder also has the same inner diameter over its entire length, and the piercing the ring groove is not cumbersome. The outside diameter of the collar provided on the auger is appropriately chosen somewhat smaller than the diameter of the bore of the press cylinder to prevent that if the screw extruder is set incorrectly, the flow rate of the conveyed material completely interrupted and the machine is overloaded as a result.

Es ist zweckmäßig, in Transportrichtung gesehen kurz hinter der oder hinter jeder Ringnut im Preßzylinder einen an sich bekannten, radial nach oben führenden Entlüftungskanal vorzusehen. Dies hat die Wirkung, daß infolge der durch die Querschnittseinschnürung verursachten Stauung der Werkstoff verdichtet wird, was eine Kumulierung der Luft- und Gaseinschlüsse zur Folge hat, so daß die Ausscheidung dieser Einschlüsse durch den kurz hinter der Staustelle liegenden Entlüftungskanal ohne Schwierigkeiten vor sich gehen kann. Durch axiale Verschiebung der Schnecke gegenüber dem Preßzylinder kann die Stauwirkung derart geregelt werden, daß das Fördergut gerade noch nicht durch den Entlüftungskanal nach oben steigt. In dieser Einstellung wird eine optimale Entlüftung und damit eine absolute Freiheit des Fertigerzeugnisses von Gas- oder Lufteinschlüssen erzielt. Auch kann durch die genannte axiale Einstellung die Schneckenstrangpresse Stoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften leicht angepaßt werden, so daß bei allen Stoffen eine optimale Entlüftung erzielt wird.It is useful, seen in the direction of transport, just behind or behind each ring groove in the press cylinder to provide a known, radially upwardly leading ventilation duct. This has the Effect that as a result of the constriction caused by the constriction of the cross-section, the material is compacted becomes, which has an accumulation of air and gas inclusions as a result, so that the excretion these inclusions through the ventilation duct located just behind the stagnation point without difficulty can go on. Can by axial displacement of the screw relative to the press cylinder the damming effect can be regulated in such a way that the conveyed material has just not yet passed through the ventilation duct rises to the top. In this setting there is optimal ventilation and thus absolute freedom of the finished product from gas or air inclusions. This axial setting can also be used the screw extruder can easily be adapted to fabrics with different properties, so that optimal ventilation is achieved for all materials.

Bei Verwendung von Schneckenstrangpressen mit mehreren, zueinander parallelen, nicht ineinander eingreifenden Schnecken kann die Erfindung in der Form angewandt werden, daß die Bunde einer Schnecke gegenüber den Bunden der Nachbarsohnecke in axialer Richtung versetzt sind. An jedem Bund einer Schnecke ergibt sich eine Querschnitts-Verengung und somit eine Stauwirkung. Außerdem wird hierdurch die Knetung und Mischung des verarbeiteten Guts verbessert, weil an jedem Bund ein größerer Teil des geförderten Werkstoffs gezwungen wird, in die Schneckengänge der benachbarten Schnecke hinüberzutreten, von wo aus es spätestens am nächsten Bund dieser zweiten Schnecke wieder in die erste Schnecke hinübergedrückt wird.When using screw extrusions with several parallel, not one inside the other engaging snails, the invention can be applied in the form that the collars of a Screw are offset from the collars of the neighboring son corner in the axial direction. Everyone The collar of a screw results in a narrowing of the cross-section and thus a damming effect. aside from that This improves the kneading and mixing of the processed goods, because there is a Larger part of the conveyed material is forced into the screw flights of the neighboring ones Step over the snail, from where it will come back no later than the next bunch of this second snail is pushed over into the first screw.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung ausgebildeten Schneckenstrangpresse dargestellt.The drawing shows an embodiment of a screw extruder designed according to the invention shown.

Abb. 1 zeigt im Längsschnitt durch den Preßzylinder den Bereich zwischen dem Einfülltrichter und dem der Auspreßdüse benachbarten Ende der Schnecke;Fig. 1 shows in a longitudinal section through the press cylinder the area between the feed hopper and the end of the screw adjacent to the extrusion nozzle;

Abb. 2 zeigt, ebenfalls im Längsschnitt, die Staustelle in größerem Maßstab bei Einstellung auf geringste Stauung; Fig. 2 shows, also in longitudinal section, the stowage point on a larger scale with the setting for minimal stowage;

Abb. 3 zeigt in gleicher Darstellung wie Abb. 2 die Einstellung auf stärkste Stauung.Fig. 3 shows, in the same way as Fig. 2, the setting for strongest congestion.

Im Preßzylinder 1 ist, um eine zu dessen Mittellinie koaxiale Achse drehbar und axial verschiebbar, die Schnecke 2 gelagert. Die Schnecke 2 wird durch nicht dargestellte Mittel kontinuierlich angetrieben. Ihr Durchmesser und ihre Steigung sind auf der gesamten Länge konstant. Am hinteren Ende der Sohnecke 2 befindet sich 'ein Füllschacht 3 für das zu verarbeitende Gut, das durch den Füllschacht 3 in pulveriger oder körniger Form in den Preßzylinder 1 eingeführt wird, wo es durch die Schnecke 2 erfaßt und m Richtung auf die nicht dargestellte Auspreßdüse, d. h. also nach links, transportiert wird. An einer Stelle zwischen dem Füllschacht 3 und dem kegeligen Kopf 4 der Schnecke 2 weist die Schnecke 2 einen die Schneckengänge unterbrechenden ringförmigen Bund 5 auf, dessen Außendurchmesser, wie insbesondere die Abb. 2 und 3 zeigen, etwas kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung 6 des Preßzylinders 1. Im Bereich des Bundes 5 ist in der Innenwand des Preßzylinders 1 eine flache Ringnut 7 angeordnet, deren Tiefe in axialer Richtung unterschiedlich ist.In the press cylinder 1 is rotatable and axially displaceable about an axis coaxial to its center line, the screw 2 is stored. The screw 2 is continuously driven by means not shown. Their diameter and pitch are constant over the entire length. At the far end of the Son corner 2 is' a hopper 3 for the too Processing material that passes through the hopper 3 in powdery or granular form into the press cylinder 1 is introduced where it is detected by the screw 2 and m in the direction of the extrusion nozzle, not shown, d. H. so to the left, is transported. At a point between the hopper 3 and the conical head 4 of the worm 2, the worm 2 has an annular shape which interrupts the worm threads Collar 5, the outer diameter of which, as shown in particular in Figs. 2 and 3, is somewhat smaller is than the diameter of the bore 6 of the press cylinder 1. In the area of the collar 5, a flat annular groove 7 is arranged in the inner wall of the press cylinder 1, the depth of which is different in the axial direction.

Durch axial© Verschiebung der Schnecke 2 gegenüber dem Preßzylinder 1 kann der Durchflußquerschndiüt zwischen dem ringförmigen Bund 5 und der Ringnut 7 in sehr weiten Grenzen geändert werden. Beispielsweise verändert sich der Durchflußquerschnitt bei Verwendung einer Förderschnecke mit einem Außendurchmesser von 45 mm, einem Außendurchmesser des Bundes 5 von 44,7 mm und einem maximalen Außendurohmesser der Ringnut 7 von 48 mm zwischen der Stellung nach Abb. 2, in der er 2,2 cm² beträgt, und der SteHrung gemäß Abb. 3, in der er nur 0,2 cm² beträgt, in einem Bereich von mehr als 10:1.By axially shifting the screw 2 relative to the press cylinder 1, the flow cross section between the annular collar 5 and the annular groove 7 can be changed within very wide limits. For example, when using a screw conveyor with an outer diameter of 45 mm, an outer diameter of the collar 5 of 44.7 mm and a maximum outer diameter of the annular groove 7 of 48 mm, the flow cross section changes between the position shown in Fig. 2, in which it is 2.2 cm ² , and the pitch according to Fig. 3, in which it is only 0.2 cm ² , in a range of more than 10: 1.

Um die Herstellung der Schnecke zu erleichtern, wird bei einteiliger Ausbildung des Bundes 5 mit der Schnecke 2 beiderseits des Bundes 5 eine Hinterdrehung 8 vorgesehen, um den Auslauf des die Schneckengänge herstellenden Werkzeuges zu ermöglichen. Man kann den Bund auch als getrenntes Teil ausbilden und die Förderschnecke 2 an derjenigen Stelle, an der der Bund angebracht werden soll, teilen. Nach Aufschieben des Bundes 5 können sodann die beiden Schneckenteile, beispielsweise mittels einer Innenverschraubung, miteinander verbunden werden.In order to facilitate the production of the worm, when the collar 5 is made in one piece with the Screw 2 on both sides of the collar 5 an undercut 8 provided to the outlet of the To enable worm threads producing tool. You can also use the covenant as a separate part train and divide the screw conveyor 2 at the point where the collar is to be attached. After pushing the collar 5 then the two screw parts, for example by means of a Internal screw connection to be connected to each other.

Kurz hinter dem Bund 5 und der Ringnut 7 befindet sich im Preßzylinder 1 ein radial nach oben führender Entlüftungskanal 9.Shortly behind the collar 5 and the annular groove 7 there is a radially upward in the press cylinder 1 leading ventilation duct 9.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Schneckenstrangpresse für die kontinuierliche Herstellung von Profilen, z. B. Schläuchen, Fäden usw., aus spritzfähigem Werkstoff, wie z. B. thermoplastischen Kunststoffen, mit mindestens einer Schnecke und einem zwischen Auspreßdüse und Füllschacht angeordneten spaltförmigen Stauabschnitt, dessen Querschnitt durch axiale Verschiebung der Schnecke veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Schnecken mit gleichbleibendem Außendurchmesser ein oder mehrere Stauabschnitte aus einem an sich bekannten, die Schneckengänge unterbrechenden ringförmigen Bund, dessen Außendurchmesser gleich oder etwas kleiner als der Durchmesser der Boh-1. Screw extruder for the continuous production of profiles, e.g. B. hoses, Threads, etc., made of injectable material, such as. B. thermoplastics, with at least a screw and a gap-shaped one arranged between the extrusion nozzle and the filling chute Stowage section, the cross-section of which can be changed by axially displacing the screw is, characterized in that for screws with a constant outer diameter one or a plurality of damming sections from an annular, known per se, interrupting the screw flights Collar, the outside diameter of which is equal to or slightly smaller than the diameter of the rung des Preßzylinders ist, und aus einer im Bereich des Bundes in der Bohrung des Pressenzylinders vorgesehenen flachen Ringnut mit in axialer Richtung unterschiedlicher Tiefe bestehen. 2. Schneckenstrangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Transportrichtung gesehen kurz hinter der oder hinter jeder Ringnut im Pressenzylinder ein an sich bekannter, radial nach oben führender Entlüftungskanal vorgesehen ist.tion of the press cylinder is, and from one in the region of the collar in the bore of the press cylinder provided shallow annular groove with different depth in the axial direction. 2. screw extruder according to claim 1, characterized in that in the transport direction seen shortly behind or behind each ring groove in the press cylinder a known, Ventilation duct leading radially upward is provided. 3. Schneckenstrangpresse nach Anspruch 1 mit mehreren zueinander parallelen, nicht ineinander eingreifenden Schnecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Bunde einer Schnecke gegenüber den Bunden der Nachbarschnecke in axialer Richtung versetzt sind.3. Screw extruder according to claim 1 with a plurality of mutually parallel, not one inside the other engaging snails, characterized in that the collars face a snail the collars of the neighboring worm are offset in the axial direction. In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 319 320;
USA.-Patentschriften Nr. 1 935 050, 2 595 455.Considered publications:
Swiss patent specification No. 319 320;
U.S. Patent Nos. 1,935,050, 2,595,455. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen For this purpose, 1 sheet of drawings