DE2558638C3 - Schneckenstrangpresse für thermoplastische Kunststoffe oder Elastomere - Google Patents

Schneckenstrangpresse für thermoplastische Kunststoffe oder Elastomere

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DE2558638C3 DE2558638A DE2558638A DE2558638C3 DE 2558638 C3 DE2558638 C3 DE 2558638C3 DE 2558638 A DE2558638 A DE 2558638A DE 2558638 A DE2558638 A DE 2558638A DE 2558638 C3 DE2558638 C3 DE 2558638C3
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Description

Die Erfindung betrifft eine Schneckenstrangpresse für thermoplastische Kunststoffe oder Elastomere mit einer in einem Zylinder rotierenden Schnecke und einem mit Längsnuten versehenen, auf der Schnecke angeordneten Mischteil und einem Längsnuten aufweisenden Zylinderabschnitt, wobei der Durchmesser des Mischteiles dem Außendurchmesser der Schnecke entspricht.
In einem Schneckenextruder wird bekannterweise die Formmasse während der Förderung durch den Extruder verschiedenen Behandlungen unterworfen. Bei diesen Behandlungen handelt es sich einmal um ein Scheren der Formmasse, wobei die Formmasse kurzzeitig intensiv über einen engen Spalt geschert wird. Weiter unterscheidet man ein Mischen der Formmasse, wobei die Formmasse möglichst schonend aufgeteilt bzw. gewendet wird, um keine zusätzliche Wärme einzubringen (Zeitschrift »Kunststoffe«, Band 65, 1975, Heft 4, Seite 182).
Das Scheren ist ein Zerteilen auf kürzestem Weg. Bei dem Scheren finden Platzwechsel lediglich über kleine Wegstrecken statt. Das Mischen wird als ein Verteilen angesehen, bei dem Platzwechsel über größere Wegstrecken stattfinden, die zu einer »neuen« Nachbarschaft führen. Das Verteilen geschieht durch Strömungsvorgänge (Zeitschrift »Kunststofftechnik«, 11 [1972J Nr. 10, Seite 262 bis 266).
Es ist nun aber anerkannt, daß es eine reine Trennung von nur mischenden bzw. nur scherenden Elementen nicht gibt. Überwiegt der Verteileffekt bei einem Schneckenelement, so ist es ein Mischteil. Überwiegt der Zerteileffekt, so ist es als Scherteil anzusehen (Zeitschrift »Kunststoffe«, Band 63, 1973, Heft 6, Seiten 355 bis 361). Scherteile dienen dem Aufschmelzen der Materialbestandteile und können daher für schonende Mischzwecke nicht eingesetzt werden. Weiter ist ihr Mischeffekt nur gering (Zeitschrift »Kunststofftechnik«, 11 [1972], Nr. 12, Seite 330 und 331).
Es ist ein Scherteil bei einer Schneckenpresse bekannt (DE-PS 20 19 522), bei der das Scherteil ineinander verschachtelte Nuten aufweist, um einen längeren Scherspalt zu bekommen. Es ist weiter ein torpedoähnliches Scherteil bekannt, das axiale Rilien im Inneren des Zylindermantels aufweist In diesem Bereich der
ίο Zylindemllen ist ein torpedoähnliches Scherteil angeordnet, so daß ein praktisch adiabatisch arbeitendes Scherelement entsteht, das eine zusätzliche äußere Heizung überflüssig macht (DE-PS 10 37 698). Ein weiteres bekanntes Scherteil ist durch eine polygonale Ausbildung in der Lage, durch ein Quetschen der Formmasse über einen engen Spalt hohe Scherenergie der Formmasse zuzuführen (DE-OS 25 16 376),
Alle drei beschriebenen Scherelemente bewirken ein wärmeeinbringendes Zerteilen der Massepartikel bei
einem Übertritt über einen engen Scherspalt. Mit diesen Scherelementen ist ein schonendes Mischen temperaturempfindlicher Kunststoffe oder Elastomere nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneckenstrangpresse mit einem Mischteil zu schaffen, mit der ohne Überhitzung des zu extrudierenden thermoplastischen oder elastomeren Materials eine gute Mischwirkung und damit ein gut homogenisiertes Extrudat erzielt werden kann.
jo Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Mischteil in Förderrichtung geneigte Eingangsnuten und in Förderrichtung geneigte Ausgangsnuten aufweist, die durch einen nutenlosen Abschnitt getrennt sind, daß der axiale oder in Förderrichtung geneigte
Jr> Längsnuten aufweisende Zylinderabschnitt den nutenlosen Abschnitt des Mischteiles überbrückt und daß die Anzahl von Eingangsnuten, Zylindernuten und Ausgangsnuten jeweils unterschiedlich ist.
Das von dem Schneckenabschnitt geförderte plastifizierte Material tritt in die Eingangsnuten des Mischteiles ein und wird somit in einzelne Stränge aufgeteilt. Am Ende der Eingangsnuten wird das Material während des Zeiträume;, der Deckung von den jeweiligen Eingangsnuten und Zylindernuten schubweise in die Zylindernu-
4> ten unter Bildung jeweils kleiner Strangabschnitte aus den nacheinander an den Zylindernuten vorbei laufenden Eingangsnuten übergeben. Die Anzahl der Zylindernuten und Eingangsnuten ist unterschiedlich. Am Ende der Zylindernuten ist der nutenlose Abschnitt des
ίο Mischteiles überbrückt, und die in den Zylindernuten transportierten Materialstränge werden in kleinen Strangabschnitten in die Ausgangsnuten des Mischteiles übergeben. Dabei tritt wieder eine axiale Vermischung von Strangabschnitten verschiedener Materialstränge
"i"> auf. Die Anzahl der Ausgangsnuten ist wiederum unterschiedlich, so daß ebenfalls eine neue Strangaufteilung und damit auch eine radiale Mischung geschieht.
Durch die unterschiedliche Anzahl der Zylindernuten, der Eingangsnuten und der Ausgangsnuten ist in jeder
bo Drehlage der Schnecke mindestens ein freier Strömungsdurchgang gewährleistet, da mindestens in jeder Drehlage je eine Zylindernut sich mit einer Eingangsnut bzw. mit einer Ausgangsnut übereinanderstehend deckt. Ein stetiges Fließen des Materials ist gewährleistet.
t>5 Eine Schneckenstrangpresse mit einer derartigen erfindungsgemäßen Mischeinrichtung bewirkt eine schonende Homogenisierung der Formmasse und produziert ein Extrudat guter Qualität in bezug auf die
Homogenität.
In Ausbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die Anzahl der Eingangsnuten, der Zylindernuten und der Ausgangsnuten in Förderrichtung gesehen fallend ist. Hierdurch wird zusätzlich eine schonend ?re Behandlung des in Förderrichtung stetig besser aufgeschlossenen Materials erreicht.
In weiterer Ausbildung der Erfindung verlaufen die Übergänge von den Zylindernuten des Zylinderabschnittes zur Zylinderbohrung abflachend. Hierdurch werden Toträume vermieden.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachstehend näher erläutert
F i g. 1 zeigt eine Schneckenstrangpresse, wobei der Schneckenzylinder im Bereich der Mischeinrichtung aufgebrochen dargestellt ist.
F i g. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung das auf der Schnecke angeordnete Mischteil.
Fig.3 ist der Schnitt durch den Längsnuten aufweisenden Zylinderabschnitt.
F i g. 4 ist die Seitenansicht der F i g. 3 und zeigt die Konturen des Zylinderabschnittes.
Eine Schneckenstrangpresse 5 weist einen das zu plastifizierende Material in das Innere der Schneckenstrangpresse 5 führenden Materialtrichter 6 auf. Eine im Schneckenzylinder 7 rotierende Schnecke 8 weist einen ersten Schneckenabschnitt 9 auf. Diesem Schneckenabschnitt 9 schließt sich ein Mischteil 11 an, das mittels eines Gewindeansatzes 12 in den Schneckenabschnitt 9 eingeschraubt ist. In Verlängerung der Schnecke 8 ist ein zweiter Schneckenabschnitt 13 mit dem förderseiligen Ende des Mischteiles 11 verbunden.
Das Mischtet! ti weist einen ersten Abschnitt auf, der dreizehn in Förderrichtung geneigte Eingangsnuten 14 umfaßt. Diesen auf den Außendurchmesser des Mischteiles 11 auflaufenden Eingangsnuten 14 schließt sich ein nutenloser Abschnitt 15 an, dessen Durchmesser dem äußeren Schneckendurchmesser entspricht. Der daran anschließende Endabschnitt des Mischteiles 11 weist sieben Ausgangsnuten 15 auf, die ebenfalls in Förderrichtung geneigt sind. Die Ausgangsnuten 16 haben jeweils einen größeren Flächenquerschnitt als die Eingangsnuten 14.
Im Schneckenzylinder 7 ist ein den nutenlosen Abschnitt 15 des Mischteiles 11 überbrückender Zylinderabschnitt 17 eingesetzt. Der Innendurchmesser dieses Zylinderabschnittes 17 entspricht dem Innendurchmesser des Schneckenzylinders 7. Dieser Zylinderabschnitt 17 weist zehn axiale, halbkreisförmige Zylindernuten 18 auf. Mit 22 sind Paßbohrungen für Führungsstifte bezeichnet.
Das vom ersten Schneckenabschnitt 9 plastifizierte Material wird in die Eingangsnuten 14 des Mischteiles 11 gedruckt. Durch die Rotationsbewegung der Schnecke 8 fahren die Enden der Eingangsnuten 14 an den Anfängen der Zylindernuten 18 vorbei und übergeben dabei kleine Strangabschnitte des plastifizierten Materials. Aus den Zylindernuten 18 wird das geförderte Material wieder in kleinen Strangabschnitten in die Ausgangsnuten 16 übergeben. Eine zweimalige zwangsläufige Mischung des zu verarbeitenden Materials ist gewährleistet.
Die Übergänge der Zylindernuten 18 im Zylinderabschnitt 17 können zwecks Vermeidung toter Räume schräg oder kurvenförmig sein.
Die Nuteiizahl in den einzelnen Abschnitten kann je nach den Materialeigenschaften des zu verarbeitenden
in Materials gewählt werden. Durch die unterschiedliche Anzahl der Eingangsnuten 14, der Ausgangsnuten 16 und der Längsnuten 18 in den einzelnen Abschnitten ist immer eine gute Mischwirkung und ein gutes Flieüverhältnis gewährleistet.
ji Der Grad der Überbrückung des Mischteiles II auf der Schnecke 8 durch den Zylinderabschnitt 17 wird ebenfalls an die jeweiligen Eigenschaften des zu verarbeitenden Materials angepaßt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Schneckenstrangpresse für thermoplastische Kunststoffe oder Elastomere mit einer in einem Zylinder rotierenden Schnecke und einem mit Längsnuten versehenen, auf der Schnecke angeordneten Mischteil und einem Längsnuten aufweisenden ZylinderabschniU, wobei der Durchmesser des Mischteiles dem Außendurchmesser der Schnecke entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischteil (11) in Förderrichtung geneigte Eingangsnuten (14) und in Förderrichtung geneigte Ausgangsnuten (16) aufweist, die durch einen nutenlosen Abschnitt (15) getrennt sind, daß der axiale oder in Förderrichtung geneigte Längsnuten (28) aufweisende Zylinderabschnitt (17) den nutenlosen Abschnitt (15) des Mischteiles (11) überbrückt und daß die Anzahl von Eingangsnuten (14), Zyliiidernuten (18) und Ausgangsnuten (16) jeweils unterschiedlich ist.
2. Schneckenstrangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Eingangsnuten (14), der Zylindernuten (18) und der Ausgangsnuten (16) in Förderrichtung gesehen falllend ist
3. Schneckenstrangpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge von den Zylindernuten (18) des Zylinderabschnittes (17) zur Zylinderbohrung abflachend verlaufen.
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