DE2924317A1 - Zweistufige strangpressvorrichtung - Google Patents

Zweistufige strangpressvorrichtung

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DE2924317A1 DE19792924317 DE2924317A DE2924317A1 DE 2924317 A1 DE2924317 A1 DE 2924317A1 DE 19792924317 DE19792924317 DE 19792924317 DE 2924317 A DE2924317 A DE 2924317A DE 2924317 A1 DE2924317 A1 DE 2924317A1
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Description

Zweistufige Strangpreßvorrichtung
Es ist eine zweistufige Strangpreßvorrichtung für pulverförmige plastische Stoffe bekannt (DE-AS 15 54 896), die aus einem vertikal angeordneten Senneckenförderer und einem horizontal angeordneten Schneckenförderer besteht. Diese beiden Schneckenförderer stehen in Arbeitsrichtung aufeinanderfolgend in Verbindung. Die Verbindxing der Arbeitsbereiche der versetzt zueinander angeordneten Schneckenförderer liegt in ihrem Kreuzungsbereich, in dem sie sich tangieren.
Dem vertikalen Schneckenförderer wird die pulverförmige Formmasse aufgegeben. Durch die sich in der Gehäusebohrung des vertikalen Schneckenförderers drehende Förderschnecke wird sie abwärts bewegt. Dabei wird die Formmasse unter Druck- und Heizeinwirkung vorplastifiziert. Am Ende des Arbeitsbereiches wird die vorplastifizierte Formmasse durch einen Verbindungsdurchgang in den horizontalen Schneckenförderer übergeben. Die Förderschnecke des horizontalen Schneckenförderers ist zur Verdichtung und zum Strangpressen der plastifizierten Formmasse ausgebildet.
Um unterschiedliche Arbeitsbedingungen für verschiedenartige Formmassen zu realisieren, weist die vertikale Förderschnecke an ihrem Ende eine konische Schulter auf, welche mit einem ebenfalls konischen Teil des Schneckenfördergehäuses zusammenwirkt. Dadurch entsteht eine Drosselstelle, über die der Übertritt der Formmasse von der ersten Verarbeitungsstufe zur zweiten geregelt werden kann.
Dieser bekannten Strangpreßvorrichtung wird aus vollem Einfülltrichter die Formmasse zugeführt, so daß diese Strangpreßvorrichtung mit gefüllten Schneckengängen arbeitet. Das bedeutet, daß durch die gefüllten Schneckengänge ständig eine Höchst-
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Scherenergieeinleitung erfolgt. Um nun eine unzulässige Erwärmung der Masseschmelze zu vermeiden, ist es notwendig, die maximal mögliche Schneckendrehzahl nicht auszunützen, sondern die Schneckendrehzahl auf relativ niedrige Werte zu beschränken. Es ist mit dieser bekannten Strangpreßvorrichtung also nicht möglich, die heute geforderten hohen Durchsatzleistungen bei ausreichender Piastifizierung und Homogenisierung des Endproduktes zu erbringen. Besonders Formmassen mit schwer dispergierbaren Zuschlägen, wie Ifarbpigmenten, ergaben Endprodukte von nicht ausreichender Qualität.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strangpreßvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit der Endprodukte ausreichend guter Qualität bei einer hohen Durchsatzleistung erzielt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Die Anordnung der Knetscueiben ergibt freie Mischräume, in denen unter Zusammenwirken mit den Zylinderstiften eine größere Durchmischung und ein Einbringen von größerer Scherenergie auch bei teilgefüllten Gängen möglich ist. Die zu verarbeitende Formmasse wird ständig aufgerissen und umgeschichtet. Selbst schwer dispergierbare Farbpigmente werden sicher zerteilt und in die thermoplastische Formmasse gleichmäßig eingemischt. Da es mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der vertikalen Strangpreßstufe möglicn ist, auch bei teilgefüllteir Gängen hohe Scherenergie in die zu verarbeitende Formmasse einzubringen, kann die Strangpreßvorrichtung mit senr hohen Drehzahlen und damit nLt hohen Durchsatzleistungen gefahren werden.
Knetscheiben sind von dem Einsatz in Doppelschneckenextrudern her bekannt. Die Funktion von Knetscheiben besteht darin, daß die Formmasse in einen Keil eingezogen wird» Die durch den Scüerspalt strömende Formmasse wird, einer Scherwirkung unter-= sEu Da die ifiig-tseiieibt·/» -ain® aiiäliem: Breite nahezu fließt
Schmelze beiderseits der Knetscheibe in axialer Richtung ab. Mehrere Knetscheiben werden stets mit Winkelversatz zueinander axia3 hintereinander angeordnet, so daß beiderseits jeder Knetscheibe Masseschmelze in benachbarte Kanäle abfließen kann. Das ergibt eine ausgezeichnete Mischwirkung von Kanal zu Kanal. Je nach Anordnung der versetzten Knetscheiben ergibt sich durcn die jeweilige Verdrehung der Knetscheiben eine positive oder negative axiale Förderwirkung.
Die vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäß angeordneten Zylinderstifte besteht darin, daß die vorkomprimierte Formmasse an einem Mitdrenen mit dem Plastifizierorgan gehindert wird, so daß der Scher- und Fördereffekt der Knetscneiben bzw. Förderschneckenteile wirksam werden kann.
Die obere Lagerung des vertikalen Plastifizierorgans ermöglicht hohe Drehzahlen des Plastifizierorganes. Ein Anlaufen an die Zylinderinnenwand kann dadurch vermieden und der Yerscnleiß verringert werden. Zusätzlich kann der obere Lagerzapfen des Plastifizierorganes als Aufnahme von Rührteilen oder Vorverdichtungsteilen im Einfülltrichter benutzt werden.
Die verstellbare Ausbildung der Zylinderstifte gemäß Anspruch 2 ermöglicht ein Verändern des Abstandes von Zylinderatiftenden zu dem Umfang des dem jeweiligen Zylinderstift gegenüberliegenden scimeckenfreien Ringbundes oder der jeweiligen kreisförmigen Scheibe zwischen den Knetscneiben. Entsprecnend den jeweiligen Materialeigeascnaften der zu verarbeitenden Formmasse werden die Zylinderstifte mit größerem oder kleinerem Abstand angestellt.
Die vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Strangpreßvorrichtung gemäß den Merkmalen im Kennzeichen des Unteranspruches 5 erleichtert die Übergabe der plastifizierten Formmasse und verhindert ein Durendringen von Masseteilchen in Richtung der unteren Axialdrucklagerung.
Die im Keiiin^ichfcii dtitä Ui, t; ;-^;i3pruchs 4 offenbarte drehbare Zy-
linderhülse ermöglicht das Steuern des Massedrucks und damit der Masseverweilzeit, der Scherintensität und der Massetemperatur. Die Durchlaßöffnung der Zylinderhülse wird mit dem Verbindungsdurchgang im Kreuzungsbereich der beiden Strangpreßstufen mehr oder weniger in Deckung gebracht und somit der Druck in der vertikalen Strangpreßstufe beeinflußt. Der Durchlaßquerschnitt für die in die horizontale Strangpreßstufe eintretende Formmasse wird somit verändert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird in dem Kennzeichen des Anspruchs 5 aufgezeigt. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung kann die den Arbeitsdruck in der ersten Strangpreßstufe steuernde Zylinderhülse gleichzeitig als Anfahrventil benutzt werden. Im Anfahrzustand der Strangpreßvorrichtung wird der Durchlaß der Zylinderhülse mit dem Nebenauslaß im Kreuzungsbereich in Deckung gebracht. Die geförderte Formmasse tritt aus dem Nebenauslaß ins Freie. Wenn die austretaa-de Formmasse ausreichend plastifiziert ist, wird die Zylindernülse gedreht und der Durchlaß der Zylinderhülse mit dem Verbindungsdurchgang der beiden Strsngpreßstufen in Deckung gebracht. Am Ausgang der Strangpreßvorrichtung tritt nun gleich vollständig plastifizierte Formmasse aus, die den nachgeschalteten Verarbeitungseinricntun^en zugeführt werden kann.
Durch die Erfindung wird es möglich, pulverförmige oder granulatartige Formmassen, insbesondeiB Kunststoffe, in getrennten Verfahrens schritten mit hohen Durchsätzen zu verarbeiten. In der ersten mit hohen Drehzahlen laufenden vertikalen Strangpreßstufe wird der Rohstoff zugeführt, komprimiert, gefördert, durch. Scherenergieeinleitung aufgeschmolzen und homogenisiert. In der horizontalen Strangpreßstufe wird die Formmasse temperiert, fertig homogenisiert und ausgepreßt.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachstehend näher erläutert. Auf nicht zum Verständnis der Erfindung notwendige Einrichtungen wurde der besseren Übersicht. halber verzichtet.
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Fig. 1 zeigt eine zweistufige Strangpreßvorrichtung mit einer vertikalen Strangpreßstufe und einer horizontalen Strangpreßstufe in schematischer Darstellung.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Strangpreßvorrichtung gemäß Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Strangpreßvorrichtung gemäß Linie III-III in Fig. 1.
Die Strangpreßvorrichtung weist als erste Verarbeitungsstufe eine vertikal angeordnete Strangpreßstufe 4 auf. Senkrecht zu der vertikalen Strangpreßstufe 4 und versetzt dazu ist eine horizontale Strangpreß stufe 5 angeordnete Die "beiden Strangpreß stufen tangieren sich in ihrem Kreuzungsbereicn 6.
Die vertikale Strangpreßstufe 4 ist auf einem Gehäuse 7 stehend angeordnet, in dem der Motor und das Getriebe zum Antrieb des drehbaren Plastifizierorgans 8 wie auch dessen Lagerung untergebracht sind. Die horizontale Strangpreßstufe 5 wird über eine Stütze 9 von einer Gehäusegrundplatte 10 getragen und an ihrem dem Ausstoßende 11 gegenüberliegenden Ende von einer Antriebseinheit 12 angetrieben.
Die vertikale Strangpreßstufe 4 weist an ihrem oberen Ende einen Einfülltrichter 15 für die pulverförmige Formmasse auf. Die pulverförmige Formmasse wird über eine -Dosierschnecke 20 aus einem Vorratsbunker 30 dem Einfülltrichter 13 dosiert aufgegeben.
Das in der Genäusebohrung 14 der Strangpreßstufe 4 drehbare Plastifizierorgan 8 weist Förderschneckenteile 15 bis 19 auf, zwiscnen denen ovale, ellipsenför-mige oder dreieckförmige Khetscheiben 21 angeordnet sind. Die Knetecheiben 21 sind gegeneinander verdreht angeordnet, um einen Transport der Formmasse in
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Förderrichtung oder in Gegenförderrichtung zu erzeugen. Durcli den Gehäusezylinder 22 der vertikalen Strangpreßstufe 4 dringen Zylinderstifte 23, die in bundförmige Ausnehmungen 24- der Schnekkenstege eingreifen oder Kreisscheiben 4-0 entsprechender Durchmesser gegenüberstäa. en. Die Kreisscheiben 40 sind zwischen zwei Knetscheiben 21 angeordnet. Die von den Knetscheiben 21 axial verdrängte Formmasse kann sicn so an den Zylinderstiften abstützen und wird dadurcn am Mitrotieren mit dem Plastifizierorgan 8 gehindert.
Am oberen Ende weist das vertikale Plastifizierorgan 8 einen sich durch den Einfülltrichter 13 erstreckenden zentriscnen Lagerzapfen 4-1 auf. Dieser Lagerzapfen 4-1 wird in einem Radiallager 42 geführt, das in einem Gehäusedeckel 43 des Einfülltrichter s 13 angeordnet ist.
Am unteren Ende weist das Plastifizierorgan 8 ein feingängiges Rückfördergewinde 25 auf, an dem sich der Antriebsschaft 26 anschließt. Der Gehäusezylinder 22 ist auf einem Gehäuseblock 27 aufgesetzt, der den unteren Teil des Plastifizierorganes 8 umgibt. Die mit der Gehäusebohrung 14 fluchtende Bohrung 28 des Gehäuseblocke 27 ist vergrößert und enthält eine drehbar eingepaßte Zylinderhülse 29, deren Innendurchmesser mit dem Innendurchmesser des GenäuseZylinders 22 übereinstimmt.
Die Zylinderhülse 29 weist an ihrem aus dem Gehäuseblock 27 austretenden Ende einen angeschweißten Ringansatz 31 auf, der einen He beiarm 32 oder einen Verstellantrieb zum Verdrehen der Zylinderhülse 29 aufweist.
Die Zylinderhülse 29 ist durchbrocnen und somit mit einer Durchlaßöffnung 33 versehen. Über diese Durcnlaßöffnung 33 kann die von der- vertikalen Strangpreßstufe 4 vorplastifizierte Formmasse über einen Verbindungsdurchgang 34 in die horizontale Strangpreßstufe 5 eintreten.« Isx der Zylinderbohr-ung 35 der horizontalen Strangpi eßstuf θ 3 ist etna iui-dsi'tSCisxisclre 36 drehbar auge-
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ordnet. Im Kreuzungsbereich der beiden Strangpreßstufen 4 und weist das Gehäuse der horizontalen Strangpreßstufe 5 eine Entgasungsöffnung 37 auf, die entweder mit der Atmosphäre oder mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht.
Am Ausstoßende 11 der horizontalen Strangpreßstufe 5 ist ein Extrudermundstück 38 angeflanscht.
Entgegengesetzt zum Verbindungsdurchgang 34 im Kreuzungsbereich der beiden Strangpreßstufen 4 und 5 ist ein Nebenauslaß 39 ins Freie angeordnet. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, wird der Nebenauslaß 39 in der gezeichneten Darstellung von der Zylinderhülse 29 abgedeckt. Der Verbindungsdurchgang 34 wird von der Durchlaßöffnung 33 der Zylinderhülse 29 zum größten Teil freigegeben.
Die wirkungsweise der vorstehend geschilderten Strangpreßvorrichtung ist wie folgt:
Die zu verarbeitende Kunststoffmasse wird als Pulver, Mahlgut oder Granulat in den Einfülltrichter 13 aufgegeben. Über das erste Schneckenförderteil 15 des Plastifizierorgans 8 wird die Formmasse eingezogen und den nachfolgenden Scher- und Mischteilen 16 bis 19, 21, 23 zugeführt. Die Knetscheiben 21 bilden mit der Zylinderwand abwechselnd keilförmig verengende Räume mit engen Scherspalten und Entspannungsräume für die Formmasse. Die in die Gehäusebohrung 14 hineinragenden Zylinderstifte 23 reissen Materialteilchen und Materialinseln auf und sorgen für eine Verwirbelung und weitere gute Vermischung der Formmasse sowie der gegebenenfalls beigefügten Zuschläge. Das letzte Schneckenförderteil 19 baut einen Förderdruck auf, der die nun bereits plastjfizierte Formmasse in die horizontale Strangpreßstufe 5 drückt. Im Übergangsbereich der Durchlaßöffnung 33 fördern die Knetscheiben 21 in Gegenrichtung,
der horizontalen Strangpreßstufe 5 wird die Formmasse entgast
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und in Richtung des Ausstoßendes 11 weiterbefördert. Dabei wird eine weitere Homogenisierung und Temperaturvergleichmäßigung der Formmasse erreicht. Die Formmasse wird unter Druck aus dem Extrudermundstück 3ö ausgepreßt.
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BEZUGSZEICHENLISTE
!S ~ SZ SZ SSSSXZ SZ Sm S SS S SH TZ SZ Ϊ3 ™ ™ 5Π 5t CT" S IS SS SI S SSSZ 3£2S«ZS Z SZ S S
= vertikale Strangpreßstufe
5 = horizontale Strangpreßstufe
6 = Kreuzungsbereich
7 = Gehäuse
8 = Plastifizierorgan
9 Stütze
10 =· Gehäusegrundplatte
11 Auostoßende
12 = Antriebseinheit
13 Einfülltrichter
14 Gelläusebohrung
15 Pörderschneckenteil
16 Förderschneckenteil
17 Förderschneckenteil
18 = Förderschneckenbeil
19 - Förderschneckenteil
20 = Dosierschnecke
21 ~ Knetscheiben
22 - Gehäusezylinder
23 = Zylinderstifte
24- = bundförmige Ausnehmungen
25 = fiückfördergewinde
26 = Antriebsschaft
27 = Gehäuseblock
28 = Bohrung, Gehäuseblock
29 = Zylinderhülse
30 β Torratsbunker
31 a Eingansatζ
32 = Hebelarm
33 = Durchlaßöffnung
34 = Verbindungsdurchgang
35 = Zylinderbohrung
36 = Förderschnecke
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37 = Eatgasuugsöffnung
38 =■ Extrude rmmids tuck
39 = lleböuaiislaß 40 41 42 43 - Gehäujideckel
/'ÖS
ι Λ
Leerseite

Claims (5)

  1. Unser Zeichen: 79/9 Hannover, den 13„ Juni 1979
    gg/au 429
    iiijii-iliiaiii 5jJX1.UJ.-i.LV 'ill' X1
    Maschinenbau GmbH
    In der Breiten Uiesβ 3/3
    D--3000" HaniiO'ver 61
    S C H U T Z A Ή S P >.£ Π 0 H E
    Zweistufige Strangpraßvorrichtung ~Γάι· tiier-moplastische BOraimassen, iasb'osondere ι;-.fverföpmigs Kunst stoff massen., mit zwei seiiL.-..--..-hü zueinander angeordneten, getrennt- aiitreibbaxe=!. Sfcrangpreß« stufen, bei der dia ei^.fca Stx'aiig.fieSafcufe ver=» tikol und die zweite StriiigprsBsuufa iioriiäOxifcai angeordnet s>ind$ wobei -rich, die >."l-nö-.J.t_öb-3i?eii>h3 der beiden Strangpreß st ufaiij di& i-psefcisl: susin·--- ander angeordnet sind, in ihreffi "S.:-.-*Ui-:4=.:r;ö!'ex'eicii tangieren xind einen Verbinduagt-ciUi.--,--P,>t.:Jifc' ί,-.ιi:\j-c-1-sen,
    dadurch gekennzel.chnet s
    daß das drehbare Plastifi^ierorgan (8) der vertikalen Strangpreßstufe (^) zwischen För-dersohneekea = teilen (16 bis 19) versetzt zueinander angeordnete Knetscheiben (21) aufweist,
    daß in den Arbeitsbereich (14) der vertikalen Strangpreßstufe (4) Zylinderstifte (23) hineinragen,
    daß das vertikale Plastifizierorgaa. (8) mit seinem oberen Ende (41) drehbar gelagert ist.
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    ORIGINAL INSPECTED
  2. 2. Zweistufige Strangpreßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die in die Gehäusebohrung (14) des vertikalen Gehäusezylinders (22) hineinragenden Zylinderstifte (23) verstellbar sind.
  3. 3. t't;r sngpreßvorrichtung nach Anspruch 1,
    ca durch gekennzeichnet,
    daß das vertikale Pias tifi zier organ (8) im Kreu- « ungsbereich der Strangpreßstufen (4 und 5) Knetscheiben (21) aufweist, die in Gegenförderrichtung i;ueinand.er versetzt angeordnet sind.
  4. 4. t-trangpießvorrichtung iiach Anspruch 1, mit einer verstellbaren Drosseleinrichtung vor dem Verbindungsiiurchgang im Kreuzungsbereich der beiden Strangpreß-Btufen,
    et a durch gekennzeichnet,
    daß das vertikale Plawbifizierorgan (8) im Kreui,ungsbereich (6) der beiden Strangpreßstufen (4 und 5) von einer drehbaren, eine Durchlaßöffnung (53) aufweisenden Zylinderhülse (29) umgeben ist.
  5. 5. Strangpreßvorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch ge-; kennzeichnet,
    Ö3Ö051/ÖS19
    ORIGINAL INSPECTED
    daß die Burchlaßöffnung (33) der Zylinderhülse (29) mit einem ins Freie führenden Nebenauslaß (39) der vei'tikalen Strangpreßstufe (4) in Deckung gebracht werden kann.
    ■030051/0519
DE2924317A 1979-06-15 1979-06-15 Zweistufige Strangpreßvorrichtung für thermoplastische Formmassen, insbesondere für pulverförmige Kunststoffe Expired DE2924317C2 (de)

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