DE1529803B2 - Schneckenstrangpresse fuer thermoplastische kunststoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenstrangpresse für thermoplastische Kunststoffe in bereits plastifiziertem Zustand mit einer im Einfüllbereich der Schnecke im geschlossenen Teil des Pressenzylinders in axialer Richtung desselben verlaufenden Einzugstasche.

Es ist bekannt, der Schneckenstrangpresse das zu verarbeitende Rohmaterial im warmem, halbplastischen Zustand als Band oder Film aufzugeben. Bei dem in dieser Konsistenz zugeführten Material bereitet es keine wesentlichen Schwierigkeiten, in einer Schneckenstrangpresse üblicher Bauart den notwendigen Druck zum Fördern und Extrudieren der thermoplastischen Masse aufzubauen. Zur Verbesserung des Einzugsvermögens von mit derartigen Materialien beschickten Maschinen hat man auch schon eine taschenartige Erweiterung der Einfüllöffnung im Schneckenmantel mit Erfolg angewendet. Zur weiteren Unterstützung des notwendigen Druckaufbaues zum Fördern und Extrudieren ist auch schon vorgeschlagen worden, im Innenmantel des die Schnecke umgebenden Zylinders außerhalb der Einfüllzone Längsnuten vorzusehen, ferner innerhalb der Einfüllzone den Zylinderinnendurchmesser sowie den Schneckenaußendurchmesser größer als die lichte Weite in dem mit Längsnuten versehenen Teil des Zylinders zu machen und anschließend an die Einfüllzone im geschlossenen Teil des Zylinders einen axial verlaufenden konischen Übergang von dem großen Durchmesser auf den lichten kleineren Durchmesser im Innenmantel des Zylinders als auch im hieran angepaßten Außenumfang der Schnecke vorzusehen.

Anders liegen die Porbleme dagegen bei der Verarbeitung der Thermoplaste in heißem, bereits aufgeschmolzenem Zustand, wenn sie der Schnecke in verhältnismäßig dünnflüssiger Form, beispielsweise in honigartiger Konsistenz, zugeführt werden. Denn die Schneckengänge finden einmal, zumal wegen der im Einfüllbereich vorhandenen größeren Tiefe des Schneckenganges, in einer Schmelze niedriger Viskosität nur geringen Widerstand und sind deshalb nicht in der Lage, sie zu erfassen und zu komprimieren, und zum anderen sind jene bekannten taschenartigen Einfüllerweiterungen nicht in der Lage, ein vollständiges Auffüllen der Schneckengänge mit dem herangeführten flüssigen Material zu begünstigen bzw. herbeizuführen. Vielmehr läuft das flüssige Material mit

ίο der Schnecke um, ohne in axialer Richtung schneller weitergefördert zu werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schneckenpresse genannter Bauart unter möglichst geringer konstruktiver Änderung der vorhandenen Bauelemente derart auszubilden, daß sich auch bei Zuführung aufgeschmolzener, breiig bis dünnflüssiger Thermoplaste eine satte Füllung der Schnekkengänge im Zylinder und ausreichend hohe Drücke im Extruder für eine einwandfreie und zuverlässige Verarbeitung der Kunststoffe erzielen lassen.

Um dies zu erreichen, wird für eine Schneckenstrangpresse eingangs erwähnter Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Einzugstasche sich inSv Schneckenumfangsrichtung über einen Bereich von höchstens 180° erstreckt, wobei der Außendurchmesser der Schnecke im Einfüllbereich konstant ist. Sie kann an der Einfüllöffnung mit größtem Querschnitt beginnend sowie nach einer Länge von mindestens der einfachen Schneckensteigung in den Kreisquerschnitt des Schneckenraumes auslaufend angeordnet sein. Der Querschnitt der Einzugstasche kann in Form eines Kreisabschnittes, eines Kreissichelstückes oder eines Kreisringstückes ausgebildet sein. Die allmähliche Querschnittsverringerung der Einzugstasehe kann dadurch erzielt werden, daß deren Höhe in Förderrichtung stetig abnimmt. In besonderen Fällen kann es aber vorteilhaft sein, Höhe und Breite des Einzugstaschenquerschnittes stetig abnehmen zu lassen.

Infolge dieser von der Einfüllöffnung axial abnehmenden, sich nur über einen Teil des Schneckenumfanges erstreckenden Erweiterung des Zylinderraumquerschnittes ergibt sich eine Verlängerung des Einzugsbereichs der Schnecke, der sich in axialer Richtung bis in den völlig geschlossenen Pressenzylinder erstreckt, so daß mehrere Schneckenwindungen gleichzeitig das zugeführte Material erfassen können und dieses in die gewünschte Laufrichtung zwingen. Der besondere Effekt dieser Anordnung besteht darin, daß die zur Schneckenachse hin geneigte, gekrümmte Wandung der Einzugstasche eine Keilwirkung auf das zugeführte flüssige Material ausübt, wodurch das überschüssige, an der Zylinderwandung zur Seite abgestreifte Material in solche Schneckengangabschnitte gedrückt wird, die nur teilweise gefüllt sind. Auf diese Weise wird das Umlaufen des Materials mit der Schnecke im Einzugsbereich verhindert und der Aufbau des zum Extrudieren selbst einer dünnflüssigen Masse erforderlichen Druckes gefördert und gewährleistet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Einzugszone und durch die an diese links und rechts anschließenden Abschnitte der Schneckenstrangpresse,

F i g. 2 a bis 2 c drei verschiedene mögliche Querschnittsformen gemäß Schnitt H-II.

Gemäß F i g. 1 ist im Pressenzylinder 1 mit dem

3 4

Einfüllschacht 2 die Schnecke 3 angeordnet. Der an der geneigten Wandung angepaßte Materialrolle mit

die Einfüllöffnung anschließende Zylinderabschnitt zur Schneckenachse quergerichteter bzw. rückläufig

weist eine sich in der Förderrichtung allmählich ver- ger Strömungstendenz, welche ständig abgebaut wird,

jungende Einzugstasche 4 (F i g. 1 und 2 a bis 2 c) sich durch neu angeliefertes Material aber im glei-

auf. 5 chen Maße erneuert.

Breite und Höhe sowie Länge bzw. Neigungswin- Durch die Erweiterung des Zylinderraumquerkel dieser axialen Einzugstasche 4 können auf die schnittes durch die Einzugstasche 4 wird der EinKonsistenz des zu verarbeitenden breiigen bis flüssi- zugsbereich der Förderschnecke über eine verhältnisgen Materials besonders abgestimmt sein. Für ein mäßig weite Strecke in axialer Richtung verlängert, sehr dünnflüssiges Material mag eine Tasche von io so daß mehrere Schneckenwindungen immer gleicheiner Breite, die sich über einen Zentriwinkel von zeitig in der Lage sind, das plastifizierte oder gar nur 60 bis 90° des Schneckenumfanges erstreckt, ge- dünnflüssig zugeführte Rohmaterial zu erfassen, es in nügen. Für zähflüssige und breiige Materialien wird den Zylinderraum hineinzufördern und so den zum eine größere Breite empfohlen, die sich über einen Extrudieren der Masse notwendigen Druck zu erzeu-Zentriwinkel bis zu 180° erstrecken kann. Aus ferti- 15 gen. Die Grenze der Wirksamkeit einer derartigen gungstechnischen Gründen wird man für die Tasche axialen Einzugstasche dürfte bei Viskositätsgraden einen Querschnitt von der Form eines Kreissichel- liegen, die so dünnflüssig wie z. B. Maschinenöl bei Stückes bevorzugen. Es sind aber auch andere For- Zimmertemperatur sind.

men möglich. Die Länge der Tasche, die sich aus Die Schnecke 3 besteht aus dem Schneckenkern S, dem Neigungswinkel gegenüber der Schneckenachse ao Schneckengang 6 und Schneckenschaft 7, welcher geergibt, ist von besonderer Bedeutung. Sie sollte sich gen den Pressenzylinder 1 mittels.-der Dichtungsmöglichst über mehrere Schneckengänge erstrecken. buchse 8 abgedichtet ist. Diese Dichtungsbuchse ist Dabei kann man sagen, daß die Tasche um so länger beispielsweise durch eine nicht dargestellte, in das sein soll, je kleiner die Viskosität des zu verarbeiten- Gehäuse eingreifende Paßfeder daran gehindert, sich den Materials ist. Ebenso aus fertigungstechnischen, 25 mit dem Schneckenschaft gegenüber dem Pressenzyaber auch aus funktionellen Gründen wird man die linder 1 zu drehen. Im übrigen sitzt der Schnecken-Höhe des Taschenquerschnittes stetig abnehmen las- schaft derart in der nicht dargestellten Abtriebswelle sen. Die Wandung der Tasche stellt eine zur Schnek- des nur angedeuteten Extrudergetriebes 9, daß die kenachse hin geneigte, dem Schneckenumf ang ange- Schnecke 3 axial nicht weiter nach rechts verschiebpaßte schiefe Ebene dar, deren geneigte glatte Ober- 30 bar ist.

fläche nicht durch Stufen unterbrochen sein soll. Bei Der Einfüllschacht 2 für die geschmolzenen Ther-

Anordnung von tieferen, sich über mehrere Schnek- moplaste, der Einzugsbereich und das den Schnek-

kengänge erstreckenden Taschen empfiehlt es sich, kenschaft 7 umgebende Maschinenteil hinter dem

Höhe und Breite des Taschenquerschnittes stetig ab- Einfüllschacht werden von Heizbändern 10, 11 und

nehmen zu lassen. 35 12, die von der übrigen Zylinderheizung unabhängig

Versuche haben bestätigt, daß die von den ersten sein können, auf einer bestimmten Temperatur gehal-

Schneckenwindungen an deren Umfang in die axiale ten, während diese Zonen bei Schneckenpressen übli-

Einzugstasche geförderte flüssige Schmelze unter der eher Bauart im allgemeinen unbeheizt oder gar ge-r

Keilwirkung der zur Schneckenachse hin geneigten kühlt sind. Die Heizeinrichtungen 10, 11 und 12 ver-

und gekrümmten Taschenwandung in die Schnecken- 40 hindern jeglichen Wärmeverlust der in 'die Schnek-

gänge gepreßt wird, wobei das überschüssige, an der kenpresse eintretenden Schmelze.

Zylinderwandung zur Seite hin abgestreifte Material Zur Unterbrechung der Wärmeleitung vom Zylin-

in solche Schneckengangabschnitte gedrückt wird, der bzw. von dem den Schneckenschaft 7 umgeben-

die nur teilweise gefüllt sind. Bei beispielsweise nicht den hocherhitzten Maschinenteil zum benachbarten

über den Schneckenumf ang hinausgehender Füllung 45 vor der Wärme zu schützenden Extrudergehäuse 9 ist

des Einfüllbereiches mit dem flüssigen Material bil- zwischen diesen ein durch die Wärmedämmschicht

det sich deutlich erkennbar in der Einzugstasche eine 13 isolierter Kühlmittelkanal 14 angeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schneckenstrangpresse für thermoplastische Kunststoffe in bereits plastifiziertem Zustand, mit einer im Einfüllbereich der Schnecke im geschlossenen Teil des Pressenzylinders in axialer Richtung desselben verlaufenden Einzugstasche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzugstasche (4) sich in Schneckenumfangsrichtung über einen Bereich von höchstens 180° erstreckt, wobei der Außendurchmesser der Schnecke (3) im Einfüllbereich konstant ist.

2. Schneckenstrangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Einzugstasche (4) in Form eines Kreisabschnittes, eines Kreissichelstückes oder eines Kreisringstükkes ausgebildet ist.

3. Schneckenstrangpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Einzugstaschenquerschnittes stetig abnimmt.

4. Schneckenstrangpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Höhe und Breite des Einzugstaschenquerschnitts stetig abnehmen.