DE1803896B2

DE1803896B2 - Vorrichtung zum strangpressen von thermoplastischen kunstharzen

Info

Publication number: DE1803896B2
Application number: DE19681803896
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-08-21
Filing date: 1968-10-18
Publication date: 1972-12-21
Also published as: DE1803896A1; US3588955A

Description

(B) einmündet, miteinander verbunden, über hinaus noch eine definierte Einstellbarkeit der

b) die Eintrittsöffnung (11) für das Blähmittel Mischungsverhältnisse innerhalb der Mischkamme' ist am der Mündung der Umgehungslei- sind jedoch ausschlaggebend für die Qualität eines tung (10) gegenüberliegenden Wandungs- stranggepreßten Kunstharzprodukts. Mit der bekannbereicb des Mischabschnitts (B) vorgese- 25 ten Vorrichtung kann jedoch vor allem beim unkonhen una trollierten Eindringen des Blähmittels in den Förder-

c) der Kühlabschn.tt (C) ^t über seine gesamte abschnitt und der damit zwangläufig verbundenen freie Querschnittsfläche mit einer Vielzahl Vormischung innerhalb dieses Förderabschnitts sovon axial verlaufenden rohrartigen Durch- wohl eine bestimmte gewünschte Eigenschaft eines lassen (15) für das aufbereitete Kunstharz 30 Produkts kaum noch steuerbar erzielt werden, als versehen. auch keine Gewährleistung für die Gleichförmigkeit

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- spezieller Eigenschaften dieses Produkts übernomkennzeichnet, daß die Antriebswelle durch den men werden.

Kühlabschnitt (C) in Axialrichtung hindurchragt Es ist zwar bei der Vorrichtung gemäß der deut-

und im Austragbereich (14) des Kühlabschnitts 35 sehen Auslegeschrift 1 269 334 eine Umgehungsleieinen Rührwellenansatz (6 a) mit weiteren Rühr- tung vorgesehen, mit welcher bei einer Schneckenschaufeln (9 ä) aufweist. presse, die keine Trennmittel zwischen dem Förderabschnitt und dem Mischabschnitt aufweist, erreicht werden soll, daß ein bereits mit Blähmittel vermeng-

40 ter Kunstharzanteil über Ventileinrichtungen gesteuert aus einer Hochdruckzone im in Transportrichtung vorderen Pressenabschnitt in einen entsprechenden hinteren Abschnitt mit einer Niedrigdruckzone

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zurückgeleitet wird, damit dort eine erneute Vermenzum Strangpressen von thermoplastischen Kunsthar- 45 gung des bereits gemischten Kunstharzes mit ungezen mit einem Förderabschnitt, einem Mischab- mischtem Gut vorgenommen werden kann,
schnitt und einem Kühlabschnitt, die axial fluchtend Zwar ist es bei den Vorrichtungen gemäß den

hintereinander angeordnet sind, sowie einer An- USA.-Patentschriften 3 160 688 und 3 199 147 vortriebswelle, die durch den Förder- und den Mischab- gesehen, das Blähmittel über äußerst aufwendige schnitt hindurchragt und im Förderabschnitt als 50 Ventilanordnungen seitlich in den Mischabschnitt Transportschnecke ausgebildet ist sowie im Mischab- einzuleiten, jedoch können hierbei keine gegeneinanschnitt Rührschaufeln aufweist, »vobei im Mischab- der, sondern nur rechtwinklig zueinander gerichtete schnitt eine Eintrittsöffnung für ein Blähmittel vorge- Strömungsverläufe der zu mischenden Komponenten sehen ist. auftreten, da das Kunstharz immer nur senkrecht zur

3ei einer bekannten Vorrichtung dieser Art 55 Blähmittelzufuhr durch den Mischabschnitt transpor-(USA.-Patentschrift 3 160 688) wird das Blähmittel tiert werden kann. —Auch Kühleinrichtungen mit über Ventilanordnungen in den Mischabschnitt ein- Verteilerrohren für das Kunstharz und Rühreinrichgeleitet. Dabei ist es jedoch von erheblichem Nach- tungen sind bei Strangpressen für thermoplastisches teil, daß im Übergangsbereich zwischen dem Förder- Kunstharz allgemein bekannt.

und dem Mischabschnitt keinerlei Trcnneinrichtun- 60 Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, unter gen vorgesehen sind, welche beispielsweise ein Ein- Vermeidung der Nachteile des Bekannten eine Vordringen des in den Mischabschnitt meist unter hohem richtung zum Strangpressen von thermoplastischen Druck eingeleiteten Blähmittels vollständig vermei- Kunstharzen zu schaffen, welche mindestens unter den können. Es soll zwar bei der bekannten Vorrich- Beibehaltung einer räumlich vergleichsweise kleinen tung erreicht werden, durch unterschiedliche Druck- 65 Baugröße ein Eindringen von Blähmittel aus dem Verhältnisse des aufzubereitenden Guts an der Über- Mischabschnitt in den Förderabschnitt vollständig, gangsstelle, d. h. beim Austritt aus dem Förderab- zuverlässig unter allen nur auftretenden Betriebsbeschnitl-Eingang in den Mischabschnitt, ein Eindrin- dingungen vermeidet, dabei eine intensive und vor

allem gleichmäßige Durchsetzung des in den Mischabschnitt eingeleiteten Guts mit Blähmittel gestattet und welche außerdem noch einen wirkungsgradmäßig günstig arbeitenden Kühlabschnitt aufweist

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in der Kombination folgender, an sich bekannter Merkmale:

a) der Förderabschnitt und der k'ischabschnitt sind in Axialrichtung voneinana-ir getrennt und über eine Umgehungsleitung, die radial in den Mischabschnitt einmündet, miteinander verbunden,

b) die Eintrittsöffnung für das Blähmittel ist am der Mündung der Umgehungsleitung gegenüberliegenden Wandungsbereich des Mischabschnitts vorgesehen und

c) der Kühlabschnitt ist über seine gesamte freie Querschnittsfläche mit einer Vielzahl von axial verlaufenden rohrartigen Durchlässen für das aufbereitete Kunstharz versehen.

Mit dieser erfindungsgemäßen, konstruktiv einfach aufgebauten und betriebssicher arbeitenden Vorrichtung wird erreicht, daß ein Eindringen von Blähmittel aus dem Mischabschnilt in den Förderabschnitt vollständig und zuverlässig vermieden und eine gute Homogenisierung von Blähmittel und Kunstharz gewährleistet wird, wobei unter Anschluß eines Kühlabschnitts zusammen mit den Förder- und Mischabschnitten in einer einzigen Vorrichtung zum Strangpressen ein homogen aufbereitetes hochwertiges thermoplastisches Kunstharz erzielt werden kann. Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf Grund der Trennung zwischen dem Förder- und dem Mischabschnitt und der stets in Transportrichtung des Gutes beschickten Umgehungsleitung ausgeschlossen, daß Kunstharz, welchem bereits Blähmittel zugesetzt wurde, wieder in den Förderabschnitt zurückströmen kann.

Da die Eintrittsöffnung für das Blähmittel ferner erfindungsgemäß der Mündung der Umgehungsleitung gegenüberliegend vorgesehen ist. und zwar außerdem noch senkrecht zur Transportrichtung des Mischgutes der Umgehungsleitung, erfolgt dadurch in vorteilhafter Weise eine wirksame Vermischung infolge der direkt gegeneinander gerichteten Ströir.ungsverläufe vom Mischgut einerseits und Blähmittel andererseits, und zwar schon am Anfangsabschnitt des Mischabschnitts.

Ferner wird mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Vielzahl der axial verlaufenden Durchlässe innerhalb des Kühlabsehnittes auf konstruktiv einfache Weise erreicht, daß unter Beibehaltung einer vorteilhaften kurzen Baulänge des Kühlabsehnittes eine wirkungsgradmäßig besonders günstige Abkühlung des aus dem Mischabschnitt austretenden und mit Blähmittel durchsetzten Kunstharzes möglich ist.

Die erfindungs&omäße Vorrichtung kann außerdem in einer abgewandelten Ausgestaltung derart aufgebaut sein, daß die Antriebswelle durch den Kühlabschnitt in A/.ialrichtung hindurchragt und im Austragbereich des Kühlabschnitts eiucn Rührwellenansatz mit weiteren Rührschaufeln aufweist. Dabei kann, ohne die Baulänge der gesamten Vorrichtung wesentlich zu vergrößern, in einer einzigen Vorrichtung auch noch eine nachträgliche Mischung des bereits abgekühlten und mit Blähmittel durchsetzten Kunstharzgemisches vorgenommen werden.

Im folgenden sind zwei Ausführungsformen der ö Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt .

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer Vorrichtung zum Strangpressen,

Fig.2 einen Querschnitt längs der Linie II-II ω ίο Fig. 1,

Fig.3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß F i g. 1,

F i g. 4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IV m Fig.3.

Beide dargestellten Ausführungsformen sind fur die Herstellung von Gegenstz den aus aufgeschäumten, geschmolzenen thermoplasti xhen Kunstharzen vorgesehen, die ein durch Einspritzen einverleibtes Blähmittel enthalten.

Die in Fig. ι dargestellte Ausführungsform weist eine Strangpresse 1 mit einem Fülltrichter 3, einem aus 7wei mit Hilfe nicht dargestellter Schrauben miteinander verbundenen Teilen 4 und Aa bestehenden Zylinder, einer im Zylinder angeordneten drehbaren Schnecke 5, einer Rührwelle 6 sowie einem Kühlabschnitt C in Form eines Wärmetauschers 2 auf. Die Strangpresse 1 ist in zwei Arbeitszonen unterteilt, nämlich in einen beim Fülltrichter 3 gelegenen Förde 'abschnitt A sowie einen Mischabschnitt B.

Der sich irr. Förderabschnitt A befindende Zylinderteil 4 ist mit einem Heizmantel 7 versehen, der entweder nicht dargestellte elektrische Heizelemente aufweist oder eine Anordnung besitzt mit deren Hilfe ein flüssiges Heizmedium durch ihn hindurchgeleitet werden kann. Die Schnecke 5 weist einen Schneckengang 8 zur Zwangsförderung des Kunstharzes auf. Der im Mischabschnitt B befindliche Zylinderteil Aa ist mit einem ähnlichen Heizmantel 7 wie derjenige des Förderabschnittes A versehen. Die Rührwelle 6 weist eine Anzahl von radial abstehenden Rührsüiaufeln 9 auf, die unter Festlegung eines geringen Zwischenraums von der Innenwandfläche des Zylinderteils 4 a in einer axial verlaufenden Reihe am Wellenumfang angeordnet sind. Der Zylinderteil 4 ist mit dem Zylinderteil 4 α über eine Umgehungsleitung 10 mit vergleichsweise geringem Durchmesser verbunden. Ferner weist der Zylinderteil Aa an einer der Mündung der Umgehungsleitung 10 5u praktisch gegenüberliegenden Stell·:; eine Eintrittsöffnung 11 für ein Blähmittel auf.

Am austrittseitigen Ende des Zylinderteils Aa ist ein trichterartiges Verteilerrohr 12 angebracht, dessen erweite, tes Ende in den aus einer Vielzahl von Rohren bestehenden Wärmetauscher 2 zum Kühlen des aufschäumbaren Kunstharzes übergeht. Am Austrangbereich 14 des Wärmetauschers 2 ist ferner ein trichterförmiges Sammelrohr befestigt. Der Wärmetauscher 2 weist Durchlässe 15 auf und ist auf nicht dargestellte Weise mit einem Einlaß 16 und einem Auslaß 17 zum Durchleiten eines Kühlmittels verbunden.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 setzt sich die Rührwelle 6 durch den Austragbereich 14 fort 6j und besitzt am austragseitigen Ende einen Rührwellenansatz 6 a, der ebenfalls mit Rührschaufeln 9 a ähnlich den Rührschaufeln9 in Fig. 1 versehen ist. Im Botrieb der Vorrichtungen gemäß den F i g.

und 3 wird dem Zylinderteil 4 ein Granulat eines thermoplastischen Kunstharzes, wie Polystyrol, zugeführt, Das Kunstharz wird im Förderabschnitt A auf eine Temperatur von 130 bis 150° C erwärmt und dabei geschmolzen. Das geschmolzene Kunstharz wird danach durch die sich drehende Schnecke 5 vorwärtsgefördert und durch die Umgehungsleitung 10 in den Mischabschnitt B eingeleitet, in welchem ihm ein normalerweise flüssiges Blähmittel, wie Pentan oder Butan, zugesetzt wird, das über der Eintrittsöffnung 11 in das geschmolzene Kunstharz hineingedrückt wird. Im Mischabschnitt B wird das zugeführte Blähmittel gründlich mit dem Kunstharz vermischt, währenddessen eine Erwärmung des Gemisches auf etwa 170⁰C erfolgt. Infolge des vergleichsweise geringen Durchmessers der Umgehungsleitung 10 kann während des Mischvorgangs ein Rückfluß von Blähmittel aus dem Mischabschnitt B in den Förderabschnitt erfolgen. Die gründlich vermischte Kunstharzschmelze wird dann weiter durch das Verteilerrohr 12 in den Wärmetauscher 2 gefördert, in welchem sie auf einen für das Aufschäumen geeigneten Temperaturwert von etwa 100° C abgekühlt wird. Das gekühlte, aufschäumbare Kunstharz wird sodann im Austragbereich 14 gesammelt und über eine nicht dargestellte Strangpreßdüse zum Aufschäumen ausgetragen.

Sollte sich mit der Vorrichtung gemäß F i g. 1 bei speziellen Kunstharzen noch keine ausreichende Dispersion des Blähmittels in der Kunstharzschmelzc

ίο einstellen, kann dies bei der Vorrichtung gemäß Fig.3 durch ein Nachmischen des Blähmittels und der Kunstharzschmelze im Arbeitsbereich des zusätzlichen Rührwellenansatzes 6 a erreicht werden. Bei Verwendung der Vorrichtung gemäß F i g. 1 kann

is der Innendurchmesser des Basisabschnitts 12 a des Verteilerrohrs 12 je nach der Viskosität der Kunstharzschmelze entsprechend angepaßt werden. Zur Erleichterung der Förderung der Kunstharzschmelze durch den Zylinderteil 4 a kann ferner noch eine

so Zahnradpumpe am Basisabschnitt 12 a vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

gen von Blähmittel in den weiteren Bereich des För- P ·. t, derabschnitts zu vermeiden, jedoch kann bei dieser i-atentansprucne: bekannten Vorrichtung der eigentliche Rückstau des Blähmittels am austrittseitigen Ende des Förderab-

1. Vorrichtung zum Stangpressen von thermo- 5 Schnitts tatsächlich nur dadurch erzielt werden, daß plastischen Kunstharzen mit einem Förderab- das zu fördernde und aufzubereitende Gut sich an schnitt, einem Mischabschnitt und einem Kühlab- den Transportschnecken-Windungen abstützt und schnitt, die axial fluchtend hintereinander an- daß sich dabei eine gewisse Dichtwirkung an dem zur geordnet sind, sowie einer Antriebswelle, die Drehung der Transportschnecke erforderlichen Spalt durch den Förder- und den Mischabschnitt hin- io zwischen der Schnecke und den jeweiligen entspredurchragt und im Förderabschnitt als Transport- chenden Wandungsabschnitten einstellt Da jedoch schnecke ausgebildet ist sowie im Mischabschiiitt bekannterweise die Dichtwirkung in einem derartigen Rührschaufeln aufweist, wobei im Mischabschnitt Spalt abhängig ist von der zu fördernden Gutmenge, eine Eintrittsöffnung für ein Blähmittel vorgese- kann bereits dann keine zuverlässige Abdichtung hen ist, g _· kennzeichnet durch die Korn- 15 zwischen den Wandungsabschnitten und der Transbination folgender, an sich bekannter Mermale: portschnecke mehr gewährleistet sein, wenn bei-

a) der Förderabschnitt (A) und der Mischab- spielsweise nur eine geringere Gutmenge gefördert schnitt (B) sind in Axialrichtung voneinan- werden soll als die dem optimalen Förderdurchsatz der getrennt und über eine Umgehungslei- entsprechende.

tung (10), die radial in den Mischabschnitt ao Gerade eine exakte Kontrollierbarkeit und dar-