DE3407789A1

DE3407789A1 - Schneckenextruder

Info

Publication number: DE3407789A1
Application number: DE19843407789
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. Dr.e.h. 5630 Remscheid Schippers
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1983-03-18
Filing date: 1984-03-02
Publication date: 1984-10-25
Also published as: DE3407789C2

Description

Schneckenextruder
Die Erfindung betrifft einen Schneckenextruder mit einer Aufschmelz- und einer anschließenden Druckausgleichs- und Ausstoßzone.
Beim Aufschmelzen von Kunststoffschnitzeln in Schneckenextrudern sind Druckschwankungen am Ende der Aufschmelzzone ohne besondere Maßnahmen nicht zu vermeiden. Sie haben ihren Ursprung in Unregelmäßigkeiten bei der Schnitzelaufgabe, in der Schnitzelgröße und -form, usw. Andererseits ist ein in engen Grenzen konstanter Druck im Ausstoßbereich unerläßlich.
Bestrebungen, die erwähnten Druckschwankungen zu beseitigen, sind daher allgemein. So wurde beispielsweise eine Lösung bekannt, bei der die Extruderschnecke längsverschiebbar im Gehäuse angebracht ist. Durch das Verschieben in Längsriehtung wird am Ausstoßende des Extruders ein Ringspalt in seiner freien Durchlaßbreite derart, daß er beim Zurückschieben der Extrudersclhnecke zur Aufgabeseite hin breiter wird, verändert. Durch Anordnung einer geeigneten Arbeitsfläche am Ausstoßende der Extruderschnecke kann dies abhängig vom momentanen Ausstoßdruck selbsttätig geschehen; eine derartige Lösung ist jedoch nicht sehr feinfühlig und genügt vielen Ansprüchen nicht. Vorschläge, bei denen der Durchlaßspalt durch externe Regelstrecken druckabhängig verändert wird, sind sehr aufwendig und störanfällig.
Der Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe ist es demnach, eine Druckausgleichmöglichkeit zu finden, die einfach und mit geringem Aufwand zu verwirklichen ist und dabei hohe Regelgenauigkeit zuläßt.
Sie wird erfindungsgemäß bei einem Schneckenextruder der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß unmittelbar hinter der Aufschmelzzone ein in der Wand des Extruderzylinders oder unmittelbar außerhalb desselben liegender Druckausgleichspuffer angeordnet ist. Dieser kann durch einen durch eine Druckfeder abgestützten, gegen seine Gleitbahn im Druckausgleichszylinder abgedichteten Kolben gebildet sein.
Die Abdichtung kann mit Hilfe einer mit ihren Rändern mit der Innenwand des Extruderzylinders - mit dieser bündig verlaufend - verbundenen Membran erfolgen. Weitere Åus5estaltungsforinen ergeben sich aus den Ansprüchen.
An Hand der beigegebenen Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen federbelasteten Druckausgleichspuffer; Fig. 2 eine Ausgestaltungsform mit Bypass als alleinigem Materialdurchlaß im Druckregelbereich; Fig. 3 Lösungsform mit variabler Bypass-Erweiterung.
Die drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der Erfindung sind als schematische Darstellungen zu verstehn, wobei insbesondere Fig. 1 das Lösungsprinzip deutlichmachen soll; wesentliches Erfordernis ist bei der Realisierung der Erfindung die Vermeidung sog. toter Ecken und die Sorge für ein gutes Durchfließen der Druckausgleichspuffer.
Der Druckausgleichspuffer der Fig. 1 besteht aus dem Druckausgleichszylinder 3, in dem sich ein Kolben 4, dessen Bewe- gungsmöglichkeit in die Tiefe des Druckausgleichszylinders 3 durch einen Wegbegrenzer (22) soweit eingeschränkt ist, daß die bündig mit der Zylinderinnenwand verlaufende, mit dieser mit ihrem Rand verbundene Dichtmembran 6 nicht überdehnt werden kann. Der Druckausgleichspuffer ist am Ende der Aufschmelzzone 7 angeordnet. Bei ansteigendem Druck wird der Kolben in den Druckausgleichszylinder hineingeschoben, so daß eine augenblickliche Entlastung des nachfolgenden Bereiches 8 eintritt. Der Spielraum für die Regelung erweitert sich, wenn zwei oder mehr solcher Druckausgleichszylinder 3 am Umfang verteilt angeordnet werden.
Eine weitere Möglichkeit zeigt Fig. 2. Hier ist am Ende der Aufschmel#zone 7 der Zylinderdurchgang durch ein auf der Extruderschnecke vorgesehenes Zwischenstück 9 verschlossen.
Das aufgeschmolzene Material muß einen oder mehrere am Umfang verteilte Bypass-Durchgänge 11, 15, 16 durchströmen, wobei es mit der oder den Membranen 12 in Berührung kommt, die möglichst aus einem hochelastischen Material hergestellt sein sollen. Hinter jeder Membran 12 befindet sich eine Kammer 13, die im einfachen Fall, bei absoluter Gasdichtheit, mit einem unter vorgegebenem Druck stehenden Inertgas gefüllt sein oder aber an eine druckgeregelte Gasversorgung angeschlossen sein kann.
Die Wirkungsweise ist ähnlich der zu Fig. 1 beschriebenen.
Bei überhöhtem Druck beult sich die Membran 12 gegen den Gasdruck in Teilkammer 13 ein, bei verringertem Druck wölbt sie sich, den Durchgang 11 verengend, vor.
Eine weitere Möglichkeit, die eine gewisse Xhnlichkeit mit der in Fig. 2 dargestellten hat, zeigt Fig. 3. Hier dient eine örtliche Erweiterung des Extruderzylinders, die den Zylinderumfang ganz oder teilweise umfassen kann, als Bypass bei praktisch nicht veränderter Form der Extruderschnecke.
Auchhieristder#ypass19durch eine Membran 18 begrenzt, die ebenso wie die vorhergehend beschriebene eine hohe Dehnfähigkeit haben soll. Zum Schutz gegen Zerreißen wird sie zweckmäßig in allen Anwendungsfällen durch eine genügend Bewegungsspielraum gebende, druckfeste perforierte Wand 21 abgestützt.
Auch hier ist die hinter der Membran 18 liegende Kammer 20 mit Inertgas unter Druck gefüllt; die Wirkung ist der im vorhergehenden'zu Fig. 2 beschriebenen praktisch gleich.
Statt oder zusätzlich zur Druckgasfüllung können die Membranen auch durch Druckfedern abgestützt sein, in welchem Fall dte druckfeste perforierte Wand 21 entfallen kann.
Durch die Merkmale und Maßnahmen der Erfindung wird erreicht, daß bereits vor der Ausstoßzone, wo der gleichbleibende Druck vorliegen muß, ein guter und feinfühliger Ausgleich der Druckschwankungen erzielt wird.
Bezugszeichenaufstellung 1 - Extruderzylinder 2 - Extruderschnecke 3 - Druckau6gleichszylinder 4 - Kolben 5 - Druckfeder 6 - Dichtmembran 7 - Aufschmelzzone 8 - Ausstoßzone 9 - Zwischenstück 10 - Kammerdeckel 11 - Bypass-Kammer 12 - Membran 13 - Inertgaskammer 14 - Zwischenwand 15 - Verbindungskanal 16 - Verbindungskanal 17 - Kammerabdeckung 18 - Membran 19 - Bypass 20 - Inertgaskammer 21 - perforierte Wand 22 - Wegbegrenzer

Claims

Patentansprüche 1. Schneckenextruder miteiner Aufschmelz- und einer anschließenden Druckausgleichs- und Ausstoßzone, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Aufschmelzzone (7) ein in der Wand des Extruderzylinders (1) oder unmittelbar außerhalb desselben liegender Druckausgleichspuffer (3; 11; 19) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleichspuffer (3)durch einen durch eine Druckfeder (5) abgestützten, gegen seine Gleitbahn im Druckausgleichszylinder (3) abgedichteten Kolben (#) gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung des Kolbens (4) aus einer die der Extruderschnecke (2) zugewandte Kolbenfläche überdeckenden, mit der Innenwand des Extruderzylinders (1) an den Rändern bündig verlaufend verbundenen,hochdehnbaren Membran (6) besteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Aufsehineizteil (7) des Extruderzylinders (1) liegende Teil der Extruderschnecke (2) vom Schneckenabschnitt in der folgenden Extruderzone (8) durch ein - Teil der Extruderschnecke (2) darstellendes - zylindrisches Zwischenstück (9) mit einem dem Innendurchmesser des Extruderzylinders (1) entsprechenden Durchmesser getrennt ist und im Bereich des Zwischenstücks (9) eine oder mehrere unter Druckeinfluß volumenveränderliche Bypass-Kammern (11, 13) vorgesehen sind, über welche die Zylinderbereiche vor (7) und hinter (8) dem zylindrischen Zwischenstück (9)durch Verbindungskanäle (15, 16) verbunden sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypass-Kammer (11, 13) außerhalb des Extruderzylinders (1), dessen Außenwand die dem Extruder zugekehrte Innenwand (14) der Bypass-Kammer (11, 13) bildet, angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder/und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypass-Kammer in zwei sich in Extruderlängsrichtung erstreckende, dichtend gegeneinander abgeteilte Kammern (11; 13) aufgeteilt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Extruderzylinder (1) im Anschluß an die Aufschmelzzone (7) eine seinen Umfang ganz oder zum Teil umfassende Bypass-Erweiterung (19) aufweist, von der ein Druckraum (20) mit Hilfe einer dichtend angebrachten, dehnbaren Membran (18) abgetrennt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7J dadurch gekennzeichnet, daß in der von der Bypass-Kammer (11; 19) abgetrennten Teilkammer (13; 20) die Trennmembran (12; 18) beaufschlagende Druckfedern vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Bypass-Kammer (11; 19) abgetrennte Teilkammer (13; 20) mit einem unter Druck stehenden Inertgas beaufschlagt und die Membran (12; 18) gegen Platzen infolge zu hohen Uberdrucks durch eine in der gasbeaufschlagten Teilkammer (13; 20) angebrachte, perforierte und druckbeständige Wand (21) abgestützt ist.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der mit dem Inertgas beaufschlagten Teilkammer (13; 20) abhängig von dem vorgegebenen Arbeitsdruck im Extruder (1, 2) geregelt ist.