DE2307616B2 - Ein- oder mehrgängige Extruderschnecke zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen oder kautschukartigen Stoffen - Google Patents

Ein- oder mehrgängige Extruderschnecke zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen oder kautschukartigen Stoffen

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DE2307616B2
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    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
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    • B29B7/42—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix
    • B29B7/421—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix with screw and additionally other mixing elements on the same shaft, e.g. paddles, discs, bearings, rotor blades of the Banbury type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
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    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
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Description

Die Erfindung betrifft eine ein- oder mehrgängige Extruderschnecke zur Verarbeitung, insbesondere zum Homogenisieren, Kneten und Mischen, von thermoplastischen Kunststoffen oder kautschukartigen Stoffen, mit einer in einem hohlzylindrischen Gehäuse drehbar angeordneten Schnecke, in deren Schneckengängen Stromaufteilungsknoten bildende Widerstandskörper oder Nocken angeordnet sind.
Aus der DT-AS 20 30 756 ist eine Extruderschnecke mit einem in der Ausstoßzone schneckenstegfrei ausgebildeten Abschnitt bekannt. Der schneckenstegfreie Abschnitt weist radial angeordnete Nocken auf, deren Anordnungsbereich sich bis zu einem dem schneckenstegfreien Abschnitt benachbarten Schneckengang erstreckt. Das zu verarbeitende Material muß unter Aufbau eines hohen Förderdruckes über den mit Nocken versehenen, schneckenstegfreien Abschnitt gepreßt werden. Eine große Scherbeanspruchung und Erwärmung des zu verarbeitenden Materials ist die Folge, was zu thermischer Zersetzung bzw. zur Anvulkanisation des zu verarbeitenden Materials führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnecke der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die eine schonende Verarbeitung von thermoplastischen Massen, insbesondere kautschukartigen Stoffen, ermöglicht, ohne ein Anvulkanisieren, thermische Zersetzung oder ein Vernetzen zuzulassen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Widerstandskörper oder Nocken den Schnekkengangquerschnitt zum Teil sperren, daß die Schnekkenstege Durchbrechungen aufweisen, wobei die Querschnittsfläche jedes Durchbruchs die Größe der gesperrten Schneckengangquerschnittsfläche aufweist, und daß die Widerstandskörper oder Nocken in Schneckengangrichtung stromabwärts gesehen derart nach den Durchbrechungen angeordnet sind, daß die gesperrte Schneckengangquerschnittsfläche etwa in Längsrichtung der Schneckenachse und durch das in Schneckengangrichtung stromabwärts gelegene l.nde der jeweiligen Durchbrechung verläuft.
Die Teilsperrung des Schneckcngangquerschniitcs führt zum Aufteilen des Materialstromes, von dem ein Anteil durch den zugehörigen Durchbruch in den Nachbargang geleitet wird.
>o Durch die Erfindung wird ein schonendes Mischen. Kneten und Homogenisieren der aufgegebenen Stoffe möglich. Ein übermäßig hoher Förderdruck zur Überwindung des Mischteiles ist nicht erforderlich, da das Mischteil Eigenförderung aufweist.
An Hand der Zeichnungen werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung nachstehend näher erläutert.
F i g. 1 zeigt eine Schnecke mit zylinderförmigen Widerstandskörpern und zugeordneten Stegdurchbre chungen;
F i g. 2 zeigt einen Abwicklungsausschnitt einer Schnecke mit zylinder- und rhombusförmigen Widerstandskörpern.
In F i g. 1 trägt der Schneckenkern 1 unterbrochene
Schneckenstege 2, 3, 4, 5. In den Schneckengängen sind Nocken 6,7,8,9 angeordnet, die einen Teil der Schnekkenga^gquerschnittsfläche sperren. Jedem Nocken ist ein Schneckenstegdurchbruch zugeordnet, dessen Querschnittsfläche so groß wie die gesperrte Schnek-
kengangquerschnittsfläche ist. Je ein Nocken und ein Stegdurchbrueh bilden zusammen einen Stromaufteilungsknoten.
Die Nocken sind in Schneckengangrichtung stromabwärts gesehen derart nach den Stegdurchbrüchen angeordnet, daß die gesperrte Schneckengangquerschnittsfläche etwa in Längsrichtung der Schneckenachse und durch das in Schneckengangrichtung stromabwärts gelegene Ende des jeweiligen Stegdurchbruchs verläuft. Die Schneckendrehrichtung wird durch den Pfeil 26 angegeben. Der Pfeil 25 deutet die Förderrichtung des Materials durch die Schneckenpresse an.
Der in F i g. 2 gezeigte, abgewickelte Schneckenausschnitt zeigt auf dem Schneckenkern 1 unterbrochene Schneckenstege 2,3,4,5. Im ersten und vierten Schnekkengang sind rhomHusförmige Widerstandskörper 6,6a bzw. 9, 9a angeordnet. Die dazwischenliegenden Schneckengänge weisen Nocken 7, 7a bzw. 8, 8a auf. Jeder Widerstandskörper 6,6a, 9,9a und jeder Nocken 7, 7a, 8, 8a sperrt die Schneckengangquerschnittsfläche zu einem Teil. Jedem Widerstandskörper 6,6a 9,9a und jedem Nocken 7, 7a 8,8a ist stromaufwärts gesehen ein Stegdurchbruch zugeordnet. Beispielsweise ist dem rhombusförmigen Widerstandskörper 9a der Stegdurchbruch 4a, dem Nocken 8a der Stegdurchbruch 3a und dem Nocken 7 der Stegdurchbruch 2a zugeordnet.
Die Querschniusfläche jedes Stegdurchbruches ist so
groß, wie die vom zugehörigen rhombusförmigen Widerstandskörper oder Nocken gesperrte Schnekkengangquerschnittsfläche. Die rhombusförmigen Widerstandskörper oder Nocken sind in Schneckengangrichtung stromabwärts gesehen derart nach den Stegdurchbrüchen angeordnet, daß die gesperrte Schneckengangquerschnittsfläche etwa in Längsrichtung der Schneckenachse und durch das in Schnekkengangrichtung stromabwärts gelegene Ende des jeweiligen Durchbruchs verläuft. Dies wird durch die gestrichelte Linie 27 angedeutet.
Die Wirkungsweise der Anordnungen wird am Bei-
spiel der F i g. 2 erklärt.
Es sei angenommen, daß die rhombusförmigen Widerstandskörper und die Nocken jeweils 50% der Schneckengangquerschnittsfläche sperren.
In dem Schneckengang zwischen den Schneckenstegen 4 und 5 fließt das Material in Richtung des Pfeiles
10 und wird, nachdem es den rhnmbusförmigen Widerstandskörper 9a erreicht, aufgeteilt. Die Querschnittsfläche des Stegdurchbruches 4a ist so groß, wie die durch den rhombusförmigen Widerstandskörper 9a gesperrte Schneckengangquerschnittsfläche. 50% des MaterLis fließt, durch die Pfeile 12 und 14 angedeutet, um den rhombusförmigen Widerslandskörper 9a und dann in Richtung des Pfeiles 13 im Schneckengang weiter. Die anderen 50% des Materials werden in Richtung des Pfeiles 11 in den benachbarten, von den Schneckenstegen 3 und 4 gebildeten Schneckengang durch den Stegdurchbruch Aa schonend geleitet.
Das übergeleitete Material (Pfeil 11) vereinigt sich mit dem Material, welches in Richtung des Pfeiles 15 fließt. Von diesen vereinigten Materialströmen (Pfeile
11 und 15) wird die Hälfte gemäß der Pfeile 17 und 19 um den Nocken 8a in Richtung des Pfeiles 18 geleitet, während die andere Hälfte nach dem Auftreffen auf den Nocken 8a in Richtung des Pfeiles 16 durch den Stegdurchbruch 3a in den benachbarten Schneckengang zwischen den Schneckenstegen 2 und 3 überwechselt Der Materialstrom (Pfeil 16) vereinigt sich mit dem Materialstrom (Pfeil 20), der durch die vorhergehende Stromaufteilung am Nocken 7a auch nur noch 50% des Gangvolumens ausmacht. Am nächsten Stromaufteilungsknoten, bestehend aus Nocken 7 und .Stegdurchbruch 2a wiederholt sich der beschriebene Aufteilungsvorgang (Pfeil 21).
Durch dem Materialfluß in den Schneckengängen entgegengesetzte Widerstandskörper oder Nocken und
ίο jedem Widerstandskörper oder jeciem Nocken zugeordnete Stegdurchbrüche wird eine äußerst gute und schonende Vermischung und Homogenisierung des Materials erreicht.
Die Größe der Widerstandskörper oder Nocken wird in Abhängigkeit des zu verarbeitenden Materials gewählt. Es sei angenommen, daß die Widerstandskörper oder Nocken die Schneckengangquerschniusfläche zu 40% sperren. In diesem Fall fließen 60% des Materials um den Widerstandskörper oder Nocken herum und im selben Schneckengang weiter, während die anderen 40% des Materials durch den zugeordneten Stegdurchbruch geleitet werden. Die Querschnittsfläche des Stegdurchbruchs ist so groß wie die gesperrte Schneckengangquerschnittsfläche. Der Übergang des vom Widerstandskörper oder Nocken abgeteilten Materials in den Nachbargang vollzieht sich schonend ohne übermäßige Beanspruchung des Materials.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

  1. Patentansprüche:
    !. Ein- oder mehrgängige Extruderschnecke zur Verarbeitung, insbesondere zum Homogenisieren, Kneten und Mischen, von thermoplastischen Kunststoffen oder kautschukartigen Stoffen, mit einer in einem hohlzylindrischen Gehäuse drehbar angeordneten Schnecke, in deren Schneckengängen Stromaufteilungsknoten bildende Widerstandskörper oder Nocken angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandskörper oder Nocken (6, 7, 8, 9) den Schneckengangquerschnitt zum Teil sperren, daß die Schneckenstege (2. 3,4,5) Durchbrüche (2a, 3a, 4a) aufweisen, wobei die Querschnittsfläche jedes Stegdurchbruchs (2a, 3a, 4a) die Größe der gesperrten Schneckengangquersclinittsfläche aufweist, und daß die Widerstandskörper oder Nocken (6, 7, 8, 9) in Schneckengangrichtung stromabwärts gesehen derart nach den Stegdurchbrüchen angeordnet sind, daß die gesperrte Schneckengangquerschnittsfläche etwa in Längsrichtung der Schneckenachse und durch das in Schneckengangrichtung stromabwärts gelegene Ende des jeweiligen Stegdurchbruchs verläuft.
  2. 2. Extruderschnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandskörper oder Nocken (6, 7, 8, 9) zylinderförmig, quadratisch oder rhombusförmig ausgebildet sind.
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