DE29818525U1 - Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoffmaterial - Google Patents

Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoffmaterial

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Description

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Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoffmaterial
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoffmaterial, wobei die Vorrichtung aus einem Planetwalzenextruder mit einem aus mindestens zwei zusammengesetzten Walzenteil besteht.
Es ist bekannt, zum Extrudieren von thermoplastischen Kunststoffen Planetwalzenextruder einzusetzen. Dabei kann es vorteilhaft sein, eine möglichst lange effektive Extruderlänge zur Verfügung zu haben, um eine gute Homogenisierung des Materials zu erreichen. Dabei werden häufig mehrere Planetwalzenextrudermodule aneinander gefugt, um die effektive Extruderlänge zu vergrößern.
Allerdings ist es manchmal erforderlich, dem zu extrudierenden Kunststoff während der Extrusion ein weiteres Material bzw. Medium zuzugeben, das dann in das Kunststoffmaterial eingemischt werden soll.
Aus der DE 41 41 452 C2 ist eine Vorrichtung zum Einbringen von flüssigen Medien, namentlich Weichmacher-Flüssigkeiten, in Kunststoffmaterial, das in einem Planetwalzenextruder plastifiziert wird, bekannt geworden. Dort ist vorgesehen, daß am Extrudergehäuse im Bereich zwischen dem Füllzylinder und dem Planetwalzenzylinder eine Spritzdüse sitzt, die in den Materialdurchgang des Planetwalzenextruders gerichtet ist und mit einer Dosierpumpe in Verbindung steht. Bei der dort offenbarten Vorrichtung wird das zuzumischende Medium zwischen dem Füllteil und dem Walzenteil, also nach dem Füllzylinder aber vor dem Planetwalzenteil eingebracht.
In der DE 91 03 982 Ul ist gleichermaßen ein Planetwalzenextruder mit Füllteil und Planetwalzenteil beschrieben, wobei zwischen diesen beiden Teilen ein Bedüsungsring angeordnet ist.
Bei den vorbekannten Extrusionsvorrichtungen wird also das zu extrudierende Kunststoffmaterial über ein Füllteil in das Walzenteil gefördert und dann im Walzenteil erwärmt, was zum einen über die Knet-
Wirkung des Planetwalzenextruders erfolgt, zum anderen aber auch über externe Heizeinrichtungen erfolgen kann. Da die zusätzlich einzubringende, zuzumischende Komponente, z. B. die Weichmacher-Flüssigkeit, aber auch Farben, Gleitmittel oder Stabilisatoren, bereits vor dem Planetwalzenteil zugegeben wird, erfolgt die Durchmischung mit dem noch kalten Kunststoff-Material, was zu Schwierigkeiten führen kann. Im allgemeinen kommen als zuzumischende Komponenten Flüssigkeiten zum Einsatz, die meist leicht flüchtige Bestandteile haben. Daher können diese flüchtigen Anteile - weil sie zunächst im kalten Kunststoff nur schlecht gebunden werden können - leicht über das Füllteil entweichen. Die zuzumischenden Komponenten können auch das Förderverhalten des Kunststoffes im Walzenteil beeinflussen, da hierfür der Übergang vom Füllbereich in den Planetwalzenteil maßgeblich ist. Weiterhin werden durch den Extrusionsprozeß die Zusätze "verbraucht", was sich in einer verschlechterten Qualität des Endprodukts zeigt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese vorbekannten Vorrichtungen so weiterzuentwickeln, daß die genannten Nachteile vermieden werden. Damit soll der Wirkungsgrad der Extrusionsvorrichtung erhöht werden. Weiterhin soll die Qualität des Endprodukts steigen.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den jeweiligen Walzenteilen (1,2) eine Vorrichtung (8) zum Einspritzen eines Materials angeordnet ist, das dem extrudierten Kunststoffmaterial zugemischt wird.
Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß das eine oder auch mehrere zugegebene Materialien bzw. Medien erst in einem bereits vorgewärmten Zustand dem Grund-Kunststoffmaterial zugeführt werden. D. h. die Zumischung erfolgt erst nach einer ersten Planetwalzenextruderstufe, wo der Kunststoff bereits vorgewärmt ist; im erwärmten Zustand ist die Aufnahmefähigkeit des Grundmaterials für eine zusätzliche Komponente wesentlich größer als im kalten Zustand.
Das zuzugebende Material ist vorzugsweise flüssig.
Weiterbildungsgemäß ist vorgesehen, daß die Vorrichtung (8) zum Einspritzen als Ring ausgebildet ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß der Ring mehrere über den Umfang verteilte Einspritzstellen aufweist. Eine weitere Fortbildung ist es, die Einspritzstelle als Ringspalt auszufuhren.
Der Ring kann ein Zentrierring (7) oder ein Stauring (6) sein. Es ist aber auch möglich, daß der Ring ein kombinierter Zentrier- und Stauring ist. Die Vorrichtung (8) zum Einspritzen kann mit einer Dosierpumpe in Verbindung stehen.
In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Ausfuhrungbeispiel dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung, in
Fig. 2 ist ein Ausschnitt des Übergangs der ersten Planetwalzenextruderstufe zur zweiten im Querschnitt zu sehen.
In Fig. 1 ist eine Extrusionsvorrichtung zu sehen, deren erster Abschnitt aus einer Förderschnecke 5 besteht, die als Füllteil fungiert. Daran schließt sich ein Planetwalzensystem an, das aus zwei einzelnen Walzenteilen 1,2 besteht.
Zwischen den beiden Walzenteilen 1, 2 ist ein Stauring 6 angeordnet. In dem Ring ist eine Vorrichtung 8 zum Einspritzen eines Materials angeordnet, in die eine Einspritzbohrung 9 eingebracht ist. Über diese Bohrung wird ein flüssiges Medium eingespritzt. Dieses gelangt erst nach dem ersten Walzenteil 1 in das extrudierte Kunststoffmaterial, also erst, nachdem der Kunststoff vorgewärmt ist und eine bessere Fähigkeit aufweist, das Medium aufzunehmen.
In Fig. 2 ist der Querschnitt durch einen Ausschnitt zwischen beiden Walzenteilen 1 und 2 zu sehen. In diesen befinden sind jeweils verzahnte Büchsen 3 und 4, die als Hohlräder mit - nicht dargestellten, jedoch in Fig. 1 schematisch zu sehenden - Planetspindeln in Eingriff stehen.
Weiterhin ist ein Stauring 6 zu sehen, der zwischen den verzahnten Büchsen eingesetzt ist und bekannte Wirkungen beim Planetwalzenextruder erzeugt (Stauen des extrudierten Kunststoffs). Somit findet eine Vordispergierung des Kunststoff-Grundmaterials statt, bevor die weitere Komponente zugeführt wird, was die Mischwirkung des Gesamtgefiiges positiv beeinflußt.
Des weiteren befindet sich die Vorrichtung 8 zum Einspritzen von Material zwischen den beiden Walzenteilen 1 und 2 des Planetwalzenextruders. Deutlich ist die Einspritzbohrung 9 zu erkennen, über die vorzugsweise ein flüssiges Medium, z. B. eine Weichmacher-Komponente, in das im ersten Walzenteil 1 vorgewärmte Kunststofrmaterial einspritzt wird.
Oft sind die Bestandteile des zugegebenen Mediums leicht flüchtig. Diese flüchtigen Bestandteile können bei der vorgeschlagenen Extrusionsvorrichtung kaum in die Atmosphäre entweichen, da durch den Stauring 6 praktisch eine Abdichtung zum Füllteil durchgeführt wird.
Manche zuzuführenden Komponenten, wie beispielsweise Farben, werden beim Extrusionsprozeß „verbraucht". Bei der vorgeschlagenen Lösung werden die Komponenten während des Prozesses zugeführt, wodurch in vorteilhafter Weise die Prozeßstrecke kürzer wird und damit auch die Belastungszeit für das Material.
Bezugszeichenliste:
1 erstes Walzenteil
2 zweites Walzenteil
3 verzahnte Büchse des ersten Walzenteils
4 verzahnte Büchse des zweiten Walzenteils
5 Förderschnecke
6 Stauring
7 Zentrierring
8 Vorrichtung zum Einspritzen von Material
9 Einspritzbohrung

Claims (8)

Schutzansprüche:
1. Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoffmaterial, wobei die Vorrichtung aus einem Planetwalzenextruder mit mindestens aus zwei zusammengesetzten Walzenteilen (1,2) besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den jeweiligen Walzenteilen (1, 2) eine Vorrichtung (8) zum Einspritzen eines Materials angeordnet ist, das dem extrudierten Kunststoffmaterial zugemischt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material flüssig ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (8) zum Einspritzen als Ring ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring mehrere über den Umfang verteilte Einspritzstellen aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring ein Zentrierring (7) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring ein Stauring (6) ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring ein kombinierter Zentrier- und Stauring ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (8) zum Einspritzen mit einer Dosierpumpe in Verbindung steht.
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