DE3320607C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schnecke gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
Die Bohrung in der durch die DE-PS 12 67 833 bekannten
Schnecke weist ein Rohr auf, das an beiden Enden zum Durchlaß
des Wärmeträgers geöffnet und über Zapfen abgestützt ist. Zwischen
dem Rohr und der axialen Bohrung sind Schraubengänge
vorgesehen, durch die bei Drehung der Schnecke der Wärmeträger
zur Schneckenspitze gefördert und dort in das Innere des Rohres
gepreßt wird. Der Druck zwingt die Flüssigkeit zum Durchlauf
und Verlassen des Rohres, um erneut der Förderung durch
die Schraubengänge unterworfen zu werden. Mit diesem Umlauf
des Wärmeträgers wird durch Wärmeentzug im Bereich der wärmeren
Schneckenspitze und Wärmeabgabe im kühleren Einzugsbereich
der Schnecke ein annähernd axialer Temperaturausgleich erzielt.
Als Folge der laminaren Strömung kommt es bei dieser
bekannten Ausführung allerdings zu einem schlechten Wärmetransport
und damit verbunden zu einem schlechten Wärmeübergang.
Außerdem ist der Wärmetransport von der Schneckendrehzahl
abhängig.
Es ist weiters eine Ölumlauftemperierung bekannt, wobei in einem
Heiz-Kühlaggregat temperiertes Öl als Wärmeträger über
Druckleitungen und dem Schneckenrohr zur Schneckenspitze und
außerhalb des Rohres wiederum zurück gepumpt wird. Dabei kommt
es zu einer Wärmeübertragung durch Konvektion zwischen Vor-
und Rücklauf des Wärmeträgeröles und zwischen dem zurückfließenden
Öl und der Schnecke. Diese Ausbildung ist mit dem
Nachteil einer teilweisen Energievernichtung verbunden, da
nicht die ganze der Schneckenspitze entzogene Energie dem Einzugsbereich
zugeführt, sondern ein Teil mit dem Wärmeträger
aus der Schnecke transportiert wird. Außerdem erfordert die
Abdichtung beim Eintritt des Temperaturmediums in die Schnecke
eine aufwendige Konstruktion.
Es ist weiters - beispielsweise zur Kühlung von Reaktoren -
ein sogenanntes Wärmerohr bekannt, mit dem unabhängig von
Gravitation und Pumpen allein durch ein Temperaturgefälle ein
Umlauf des Übertragungsmittels bewirkt wird. Dieses Prinzip
beruht auf Kapillarkräften bzw. der Oberflächenspannung von
Flüssigkeiten. Die Innenwand des aus einem allseits geschlossenen
Hohlraum gebildeten Wärmerohres ist mit einem eine Kapillarstruktur
aufweisenden Docht ausgebildet. Wird beispielsweise
im Bereich des einen Wärmerohrendes Wärme zugeführt, so
verdampft dort die Wärmeträger-Flüssigkeit und der Dampf
strömt in Richtung des Temperaturgefälles zum anderen Ende.
Dort kondensiert er unter Abgabe seiner Verdampfungswärme und
wird vom Docht unter Ausnutzung der Kapillarkräfte wiederum
dem Verdampfungsbereich zugeführt.
Weiters wurde durch die DE 17 29 344 C3 eine Schnecke für
einen Extruder bekannt, bei der ein Kühlsystem in die
Schneckenbohrung eingearbeitet ist. Dabei dienen die
Schneckengänge zur Förderung der Kühlflüssigkeit und sind direkt
in der Schneckenbohrung eingearbeitet. Bei dieser bekannten
Lösung ist ein verstellbarer Stopfen vorgesehen der zur
Beeinflussung des Kondensationseffektes dient.
Bei dieser Lösung ergibt sich jedoch der Nachteil eines sehr
komplizierten Aufbaus.
Weiters wurde durch die Zeitschrift "Kunststoff-Berater" 16.
Jahrgang, 4/1971 eine Schnecke für einen Extruder bekannt, die
ähnlich wie die zuvor beschriebene aufgebaut ist. Allerdings
erfolgt bei dieser Lösung die Förderung der Kühlflüssigkeit
über einen Docht. Auch bei dieser Lösung ergibt sich aber, so
wie bei den anderen beschriebenen Lösungen der Nachteil, daß
eine gezielte Wärmeführung nicht möglich ist. Auch ist es beiden
bekannten Lösungen nicht möglich eine unerwünschte Wärmeabgabe
vom Schneckenkern im Bereich der Knet- und Entgasungszone
zu vermeiden.
Weiters wurde durch die DE-OS 31 29 024 eine Schnecke bekannt,
bei der im Inneren der Schnecke eine Sackbohrung vorgesehen
ist, in der ein Rohr angeordnet ist, das im Bereich der
Schneckenspitze offen ist. Auch bei dieser Lösung ist eine unerwünschte
Wärmeabgabe im Bereich der Knetzone nicht zu verhindern.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und
eine Schnecke der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei
der ein Wärmetransport von der Spitze der Schnecke zum
Schneckenschaft und eine gleichmäßige Temperaturverteilung
über die Länge der Schnecke sichergestellt ist.
Dies wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 hervorgehobenen
Merkmale erreicht. So wird durch den Einsatz aus einem
wärmeisolierenden Material eine unerwünschte Wärmeabgabe im
unmittelbar an die Schneckenspitze anschließenden Bereich vermieden.
Dadurch kommt es zu einer entsprechend erhöhten Wärmeabgabe
im an den Schneckenschaft anschließenden Bereich und
damit zu einer gleichmäßigeren Temperaturverteilung über die
Länge der Schnecke. Dabei ergibt sich durch den Isolationseinsatz
eine wirkungsvolle Isolierung einzelner Schneckenzonen
gegen einen Wärmeaustausch mit angrenzenden Zonen.
Wieder eine andere Ausführungsform der Erfindung nach dem
Merkmal kann darin bestehen, daß der wärmeleitende Einsatz
im hinteren, dem Schneckenschaft zugekehrten Bereich einen im
Vergleich zum vorderen Bereich geringeren Außendurchmesser
aufweist. Hierdurch ist eine konstruktive einfache und wirkungsvolle
Längeneinstellung des gewünschten, durch das Wärmerohr
beheizbaren Schneckenbereiches möglich.
Ferner kann die erfindungsgemäße Schnecke auch so weitergebildet
werden, daß der dem Schneckenschaft zugekehrte, in der vergrößerten
Bohrung befindliche Bereich des Wärmerohres und der
Isolationseinsatz mit einer wärmeleitfähigen Metallegierung
eingegossen ist. Hierdurch wird eine sehr gute
Wärmeübertragung im Bereich des hinteren, wärmeabgehenden
Wärmerohrbereiches gewährleistet.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Schnecke kann darin bestehen, daß der Isolationseinsatz
lediglich in seinen beiden Randbereichen am Wärmerohr
aufliegt, wodurch eine verstärkte Isolationswirkung im
mittleren Bereich des Wärmerohres zur Erzielung eines
gleichmäßigen, axialen Temperaturprofiles erreicht werden
kann.
Die Erfindung wird nun im folgenden anhand dreier in der
Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 und 2 einen Querschnitt durch eine
schematisch dargestellte Schnecke eines konischen Doppelschneckenextruders,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine
konische Schnecke.
Die in Fig. 1 dargestellte Schnecke 1 ist mit einer axialen
Sacklochbohrung 2 ausgebildet, deren Öffnung am Ende
des Schneckenschaftes 3 liegt. Diese Sacklochbohrung 2
weist etwa ab der Schneckenmitte bis zur Öffnung eine vergrößerte
Bohrung 4 auf. Ein an sich bekanntes und in der
Einleitung bereits näher beschriebenes, einen abgeschlossenen
zylindrischen Hohlraum bildendes Wärmerohr 5 ist in der
Sacklochbohrung 2 im Bereich der gesamten Schneckenlänge
angeordnet. Im vorderen, der Schneckenspitze zugekehrten
Bereich der vergrößerten Bohrung 4 ist ein das Wärmerohr
5 umgebender zylindrischer Isolationseinsatz 6
und im anschließenden hinteren Bereich ein zylindrischer
Einsatz 7 aus wärmeleitfähigem Material vorgesehen. Der
Innendurchmesser beider Einsätze 6, 7 entspricht dem
Außendurchmesser des Wärmerohres 5. Der Außendurchmesser
des wärmeleitfähigen Einsatzes 7 entspricht ebenso wie
jener des Isolationseinsatzes 6 dem Innendurchmesser der
vergrößerten Bohrung 4, wobei jedoch der über das Wärmerohr
hinausgehende Teil des Einsatzes 7 unter Bildung eines
Luftspaltes 8 einen geringeren Außendurchmesser aufweist.
Zur Verbesserung des Wärmeüberganges wird auf die Oberflächen
Wärmeleitpaste aufgetragen. Mit einer derartigen
Ausführung ist eine einfache Demontage ohne besondere
Hilfsmittel durchführbar.
Im folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäß
ausgebildeten Schnecke 1 beschrieben.
Die in der Ausstoßzone auftretende hohe Schererwärmung
wird durch den in diesem Bereich befindlichen vorderen
Teil des Wärmerohres 5 unter Verdampfung des Wärmeträgers
aufgenommen und selbsttätig dem kühleren Einzugsbereich
am hinteren Schneckenende zugeführt. Dabei wird durch den
etwa im mittleren Teil der Schnecke 1 befindlichen
Isolationseinsatz 6 eine unerwünschte vorzeitige Wärmeabgabe
zuverlässig ausgeschlossen. Im Bereich des wärmeleitfähigen
Einsatzes 7 wird schließlich die Wärme unter
Kondensation des Dampfes an die Schnecke 1 abgegeben, so
daß es durch die erfindungsgemäße Ausbildung zur selbsttätigen
Bildung eines gleichmäßigen Temperaturprofiles
kommt. Durch die Möglichkeit einer Längenvariation sowohl
des Isolationseinsatzes 6 als auch des wärmeleitfähigen
Einsatzes 7 und des Luftspaltes 8 kann die Länge des beheizten
Bereiches der Schnecke 1 zur genauen Einstellung
des gewünschten axialen Temperaturprofiles verändert werden.
Die in Fig. 2 dargestellte Schnecke 1 ist mit derselben,
bereits beschriebenen Sacklochbohrung 2 ausgebildet. Der
hintere Teil eines Wärmerohres 9 ist mitsamt einem
Isolationseinsatz 10 durch eine wärmeleitfähige Metallegierung
eingegossen, wodurch ein Aufsatz 11 am Wärmerohr
9 gebildet ist, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser
der vergrößerten Bohrung 4 entspricht. Mit
dieser Ausführung wird ein besonders guter Wärmeübergang
erzielt. Der Isolationseinsatz 10 liegt lediglich in
seinen beiden Randbereichen 12 am Wärmerohr 9 auf.
Die Schnecke 1′ mit Schneckengängen zum Transport des
Kunststoffes in Richtung zur Schneckenspitze weist eine
zentrale und koaxiale Bohrung 2′ auf. Diese im Bereich
des Schneckenschaftes einen geringfügig größeren Durchmesser
aufweisende Bohrung 2′ ist im Bereich der Durchmesserverkleinerung
durch einen Verschluß 3′ luftdicht
abgeschlossen. Innerhalb des luftdicht abgeschlossenen
Bereiches der Bohrung 2′ ist ein an deren Innenwand anliegendes
Kapillarsystem 4′ angeordnet. Dieses ist
aus mehreren Lagen Drahtnetz gebildet und dient ähnlich
der Wirkung eines Dochtes als Transportmedium für den
ebenfalls innerhalb des luftdicht abgeschlossenen
Bereiches der Bohrung 2′ befindlichen flüssigen Wärmeträger.
Der beispielsweise aus Wasser bestehende Wärmeträger
verdampft an den wärmsten Stellen im Bereich der
Schneckenspitze unter Aufnahme der Verdampfungswärme und
kondensiert an den kältesten Stellen im Einzugsbereich
der Schnecke unter Abgabe der Verdampfungswärme. Das
Kondensat wird mit Hilfe des Kapillarsystems unter Ausnutzung
der Kapillarkraft zurück zum Verdampfer transportiert.
Durch das direkt an die Innenwand der Bohrung 2′ anliegende
Kapillarsystem ist sowohl eine rasche Aufnahme als auch
Abgabe der Wärme möglich.
Im Rahmen der Erfindung kann anstelle des beschriebenen
Kapillarsystemes ebenso ein anderes bekanntes System verwendet
werden. So kann beispielsweise die Flüssigkeit auch
in einer oder mehreren koaxial zur Bohrung der Schnecke
angeordneten zylinderförmigen Netzarterien in axialer
Richtung transportiert werden. Diese zylinderförmigen
Netzarterien sind über rippenförmige Kapillarstege mit
der Innenwand der Schneckenbohrung verbunden. Zum Transport
des Wärmeträgers entlang der Innenwand der Schneckenbohrung
dienen Rillen, die in Form eines Spitzgewindes in die
Innenwand geschnitten sind.
Claims (3)
1. Schnecke für einen Kunststoffextruder mit einer axial verlaufenden
Bohrung und einem flüssigen Wärmeträger, bei
welcher Schnecke in der axialen Bohrung ein einen abgeschlossenen
Zylinder bildendes Wärmerohr vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme des Wärmerohres
(5, 9) vorgesehene koaxiale Bohrung in an sich bekannter
Weise als zum Schneckenschaft hin geöffnete und sich
bis zur Schneckenspitze erstreckende Sacklochbohrung (2)
ausgebildet ist, wobei im Bereich nach der Schneckenspitze
bis zum Schaftende eine Vergrößerung des Durchmessers der
Bohrung (2) über den Durchmesser des Wärmerohres (5, 9)
hinaus vorgesehen ist und zwischen vergrößerter Bohrung
(4) und Wärmerohr (5, 9) einerseits im vorderen, an
die Schneckenspitze angrenzenden Bereich ein zylindrischer
Isolationseinsatz (6, 10) und andererseits im anschließenden
hinteren Bereich ein zylindrischer, aus wärmeleitendem
Material hergestellter Einsatz (7) angeordnet ist.
2. Schnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
wärmeleitende Einsatz (7) im hinteren, dem Schneckenschaft
zugekehrten Bereich einen im Vergleich zum vorderen Bereich
geringeren Außendurchmesser aufweist.
3. Schnecke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der dem Schneckenschaft zugekehrte, in der vergrößerten
Bohrung (4) befindliche Bereich des Wärmerohres (9)
und der Isolationseinsatz (10) mit einer wärmeleitfähigen
Metallegierung eingegossen ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT0221782A AT379546B (de) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | Schnecke fuer einen extruder |
AT0192183A AT383540B (de) | 1983-05-26 | 1983-05-26 | Schnecke fuer einen kunststoffextruder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3320607A1 DE3320607A1 (de) | 1983-12-08 |
DE3320607C2 true DE3320607C2 (de) | 1992-06-25 |
Family
ID=25597171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3320607A Granted DE3320607A1 (de) | 1982-06-08 | 1983-06-08 | Schnecke fuer einen kunststoffextruder |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3320607A1 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4141329C1 (de) * | 1991-12-14 | 1993-04-01 | Buss Ag, Basel, Ch | |
DE102005030919A1 (de) * | 2005-06-30 | 2006-08-24 | Leistritz Ag | Extruder |
DE102007009027A1 (de) | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Battenfeld Extrusionstechnik Gmbh | Schnecke mit Wärmetransportvorrichtung |
DE102015120586B4 (de) * | 2015-09-08 | 2018-10-18 | Blach Verwaltungs Gmbh & Co. Kg | Ringextruder zur kontinuierlichen Aufbereitung von Gummimaterial mit Co-Extruder, Anlage und Verfahren zur Vorverarbeitung eines kontinuierlich aufzubereitenden Gummimaterials |
Family Cites Families (3)
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DE1267833B (de) * | 1962-10-24 | 1968-05-09 | Heinz Weber Dipl Ing | Schnecke fuer einen Kunststoffextruder |
DE1729344C3 (de) * | 1967-11-28 | 1979-12-20 | Reifenhaeuser Kg, 5210 Troisdorf | Innen kühlbare Schnecke für einen Kunststoff extruder |
DE3139024A1 (de) * | 1980-10-03 | 1982-05-13 | Barmag Barmer Maschinenfabrik Ag, 5630 Remscheid | "extruderschnecke fuer schneckenstrangpressen oder spritzgussmaschinen" |
-
1983
- 1983-06-08 DE DE3320607A patent/DE3320607A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3320607A1 (de) | 1983-12-08 |
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