DE2650248C2 - Schneckenextruder zur Verarbeitung plastifizierbarer Kunststoffe - Google Patents

Schneckenextruder zur Verarbeitung plastifizierbarer Kunststoffe

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Description

Die Erfindung betrifft einen Schneckenextruder zur Verarbeitung plastifizierbarer Kunststoffe mit mindestens einer in einem Schneckengehäuse drehbaren Schnecke, die an ihrem freien Ende eine Mischerwelle mit einer Mehrzahl radial nach außen gerichteter Nasen oder Nocken trägt, die mit mindestens annähernd gleichmäßigen Winkelabständen voneinander jeweils kreisförmig um die Mischerwelle herum angeordnet sind.
An Schneckenextrudern weist das plastifizierte Extrudat zuweilen erhebliche Unterschiede im Grad der Plastifizierung auf. Dies zeigt sich beispielsweise in Unebenheiten der Innenfläche von extrudierten Rohren. Außerdem können die Festigkeitswerte der extrudierten Produkte auf Grund der ungleichmäßigen Plastifizierung sehr verschieden sein.
Bei einem aus der US-PS 36 76 034 bekannten Schneckenextruder der eingangs genannten Art weist die Schnecke zn ihrem freien Ende und auch bereits zwischen den Gängen jeweils radial gerichtete Stifte auf, während der Schneckenzylinder selbst gl?tt ist. Im Betrieb wird die platifizierte Masse in axialer Richtung durch die am freien Schneckenende angeordneten Stifte gedrückt, so daß die Masse in einzelne axiale Strähnen zerteilt wird, die sich hinter den Stiften wieder miteinander vereinigen. Da die thermoplastische Masse dabei als Ganzes rotiert, ist der durch die Stifte hervorgerufene Mischeffekt sehr gering.
Aus der DEAS ! 2 45 584 ist ferner ein Schneckenextruder bekannt, dessen Schnecke an ihrem vorderen Ende ringförmige Rippen aufweist, die durch schraubenförmig gerichtete und in Umfangsrichtunj gegeneinander versetzte Schlitze unterbrochen sind. In dem ringförmigen Zwischenraum zwischen je zwei Ringrippci und in Fortsetzung der Schlitze ragen jeweils Messer, die in der Gehäusewand radial verstellbar angeordnet sind. Diese Messer haben weniger eine Mischwirkung als eine Förderwirkung, indem mit den Messern die Menge beeinflußt werden kann, die aus dem Ringraum zwischen zwei Ringrippen an den in Förderrichtung benachbarten Ringraum abgegeben werden kann. Die Durchmischung des Materials wird durch diese Vorrichtung nur in unwesentlichem Maße beeinflußt. Darüber
ίο hinaus stauen die Ringrippen das Material, so daß nur ein relativ geringer Durchsatz durch diesen Schneckenextruder möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schneckenextruder der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln eine wirksame Feinplastifizierung und Durchmischung des Materials unmittelbar vor dem Eintritt der plastifizierten Masse in das Spritzwerkzeug zu erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daO der die Mischerwelle umgebende Gehäuseabschnitt eine Vielzahl von radial nach innen ragenden Gegennasen trägt, die mit Umfangsabständen voneinander kreisförmig und gegenüber den Nasen der Mischerwelle axial derart versetzt angeordnet sind, daß beim Betrieb des Extruders die Nasen der Mischerwelle zwischen den Gegennasen des Gehäuseabschnittes hindurrhtreten.
Bei der °rfindungsgemäßen Ausführungsform wird die im wesentlichen axial vorgeschobene Masse durch die Gegennasen an der Gehäuseinnenwand in einzelne
jo axiale Strähnen unterteilt. Diese werden nun ihrerseits durch die zwischen den Gegennasen hindurchtrctcnden Nasen der Mischerwelle zerhackt, wobei jeweils ein Teil einer Strähne in die in Umfangsrichtung benachbarte Strähne verschoben wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß sich die unterteilten Strähnen nicht wieder in unveränderter Form vereinigen können, wie das bei den oben'beschriebenen Ausführungsformen nach dem Stand der Technik der Fall ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine zuverlässige Durchmischung des Materials sichergestellt. Gleichzeitig wird durch die Scherwirkung auf Grund der relativ engen Spalte zwischen den Nasen und den Gegennasen eine weitere Plastifizierung des Materials erreicht. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die Wirkung dieser Mischvorrichtung das Resultat aller bisher bekannten Mischvorrich-. tungen erheblich übersteigt.
Anspruch 2 beinhaltet eine vorteilhafte erfindungsgemäße Ausführungsform eines Doppelschneckenextruders.
Die folgende Beschreibung erläutert in Verbindung mit der Zeichnung die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele. Es zeigt
Fig. 1 einen Einschneckenextruder mit Mischer zwischen der Schnecke und der Düse, schematisch,
F i g. 2 den Mischer bei dem Extruder nach F i g. 1 mit nachgeschalteter Düse und vorgeschalteter Schnecke, vergrößert, im Längsschnitt,
F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A in F i g. 2, F i g. 4 den Mibcherteil an einem Doppelschneckenex-
bo truder, im Längsschnitt.
Bei dem Einschneckenextruder nach Fig. 1 ist die antreibbare Schnecke 1 innerhalb des rohrzylindrischen Gehäuses 2 drehbeweglich eingebaut. Von dem Eidfülltrichter 3 kommend, gelangt das Granulat in die Ein-
t>5 zugszone I. Von hier aus wird der Kunststoff in die Umwandlungszone Il und anschließend in die Auss'.oß- oder Meteringzone 111 gefördert. Bei den bisher gebräuchlichen Extrudern schließt an die Meteringzone
III der Spritzkopf, also das Werkzeug mit der Düse an.
In Abänderung der bekannten Maschine ist gemäß
der Erfindung zwischen dem Werkzeug 4 mit der Düse 5
, und der Schnecke 1 ein Mischer 6 eingebaut. Bei dem
gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Mischer aus einer Welle 7 mit vorspringenden Nasen 8 und einem ; ; Gehäuseabschnitt 9 mit Gegennasen 10, die mit den
■ , Nasen 8 zusammenwirken. Die Welle 7 ist fest mit der
Schnecke 1 verbunden und führt infolgedessen auch de-
' : ren Drehbewegung aus.
Bei der Ausführung nach F i g. 1 bzw. F i g. 2 sind die j Nasen 8 entlang des Umfanges der Welle 7 in fünf Reihen angeordnet. Auch die Gegennasen 10 sind reihenweise entlang des Innenmantels des Gehäuseabschnittes 9 vorgesehen. Im Längsschnitt (Fig.2) ragen die Nasen 8 in Lücken im Gehäuseabschnitt 9 ein. wogegen die Gegennasen 10 in Lücken zwischen den Nasen 8 sich / einsetzen. Der Gehäuseabschnitt 9 des Mischers 6 stellt
sich im übrigen gleichsam als Verlängerung des Extrudergehäuses 2 dar. In Abweichung vom dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Zahl der Reihen beliebig gewählt werden. Auch braucht die Reihenzahl an der Welle 7 und am Gehäuseabschnitt 9 nicht übereinstimmen.
Bei dem Extrudernach Fig. 1 gelangt der plastifizierte Kunststoffstrom aus der Meteringzone III in den nach Art eines Rührwerkmischers wirksamen Mischer 6, um hier innig durchmischt und zusätzlich feinstplastifiziert zu werden. Vom Mischer 6 aus gelangt der feinstplastifizierte Kunststoffstrom schließlich zum Werk- jo zeug 4 und in die Düse 5.
< Bei Doppelschneckenextrudern (Fig.4) schließt an jede Schnecke 11, 12 im Extrudergehäuse 13 eine fest mit ihnen verbundene Mischerwelle 14, 15 mit Nasen oder Nocken 16, 17 an. die mit Gegennasen 18, 19 im J5 Gehäuseabschnitt 20 zusammenwirken. Nach dem Austritt aus den beiden Mischerbereichen wird das Material zweckmäßigerweise durch ein Hosenstück 21 zu einem ; einzigen String zusammengeführt und dem nicht ge- | zeigten Werkzeug zugeleitet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Schneckenextruder zur Verarbeitung piastifizierbarer Kunststoffe mit mindestens einer in einem Schneckengehäuse drehbaren Schnecke, die an ihrem freien Ende eine Mischerwelle mit einer Mehrzahl radial nach außen gerichteter Nasen oder Nokken trägt, die mit mindestens annähernd gleichmäßigen Winkelabständen voneinander jeweils kreisförmig um die Mischerwelle herumangeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der die Mischerweüe (14 bzw. 15) umgebende Gehäuseabschnitt (9; 20) eine Vielzahl von radial nach innen ragenden Gegennasen (10; 18,19) trägt, die mit Umfangsabständen voneinander kreisförmig und gegenüber den Nasen (8; 16, 17) der Mischerwelle axial derart versetzt angeordnet sind, daß beim Betrieb des Extruders die Nasen (8; 16,17) der Mischerweile zwischen den Gegennasen (10; 18, 19) des Gehäuseabschnittes (9; 20) hindurchtreten.
2. Schneckenextruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des Schneckenextruders als Doppelschneckenextruder beide Schnecken (U, 12) mit jeweils einer Mischerwelle (14,15) mit Nasen (16 bzw. 17) versehen sind und daß der die Mischerwelle umgebende Gehäuseabschnitt (20) zwei vollzylindrische, an ihrer jeweiligen Innenwand die Gegennasen (18, 19) tragende Kamiern ι aufweist.
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