DE2924317A1 - Zweistufige strangpressvorrichtung - Google Patents
Zweistufige strangpressvorrichtungInfo
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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-
•-'s e ι y
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 |
030051/0519
37 = Eatgasuugsöffnung
38 =■ Extrude rmmids tuck
39 = lleböuaiislaß
40 41 42 43 - Gehäujideckel
/'ÖS
ι Λ
Leerseite
Leerseite
Claims (5)
- Unser Zeichen: 79/9 Hannover, den 13„ Juni 1979gg/au 429iiijii-iliiaiii 5jJX1.UJ.-i.LV 'ill' X1Maschinenbau GmbHIn der Breiten Uiesβ 3/3D--3000" HaniiO'ver 61S C H U T Z A Ή S P >.£ Π 0 H EZweistufige 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 sdaß 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.■ - 2 -030051/0S19ORIGINAL INSPECTED
- 2. Zweistufige Strangpreßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die in die Gehäusebohrung (14) des vertikalen Gehäusezylinders (22) hineinragenden Zylinderstifte (23) verstellbar sind.
- 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. 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. Strangpreßvorrichtung nach Anspruch 4,dadurch ge-; kennzeichnet,Ö3Ö051/ÖS19ORIGINAL INSPECTEDdaß 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
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