DE878844C - Screw press for mixing and extrusion of organic, plastic plastics, in particular thermoplastics - Google Patents

Description

Schneckenpresse zum Mischen und Strangpressen von organischen, plastischen Kunststoffen, insbesondere thermoplastischen Kunststoffen Die Erfindung bezieht sich auf Schneckenpressen zum Mischen und Fördern von organischen, plastischen Kunststoffen, insbesondere von thermoplastischen Kunststoffen, in Vorrichtungen zur Formung solcher plastischen Stoffe durch Strangpressen.Screw press for mixing and extrusion of organic, plastic Plastics, in particular thermoplastics The invention relates to on screw presses for mixing and conveying organic, plastic plastics, in particular of thermoplastics, in devices for shaping them plastic materials by extrusion.

In der Erzeugung von Gegenständen aus organischen, plastischen Kunststoffen, insbesondere thermoplastischen Massen, besteht eine wesentliche Forderung, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erhalten darin, daß die Bestandteile des Runstharzes, aus dem sie bestehen, vollkommen gemischt werden. In the production of objects made of organic, plastic plastics, in particular thermoplastic masses, there is an essential requirement in order to be satisfactory Results to be obtained in that the constituents of the resin from which they are made exist, be completely mixed.

Tatsächlich ist die vollkommene Durchmischung und Vereinigung der im allgemeinen die Grundstoffe darstellenden festen und pulverigen Bestandteile mit den flüssigen Weichmachern in gewisser Hinsicht schwierig. Im allgemeinen werden feinstgemahlene Füllstoffe sowie Farbstoffe im Zustande feinster Pulver zugesetzt. In den fertigen Erzeugnissen sollen alle diese Stoffe gleichmäßig verteilt und gemischt sein, so daß selbst das kleinste Teilchen des Erzeugnisses die verschiedenen Bestandteile, aus denen es besteht, im gewünschten Verhältnis enthält.Indeed, the perfect intermingling and unification is the in general the solid and powdery constituents representing the basic materials difficult in some respects with the liquid plasticizers. Generally will Finely ground fillers and dyes added in the state of the finest powder. In the finished product, all of these substances should be evenly distributed and mixed so that even the smallest particle of the product contains the various components, of which it consists in the desired ratio.

In den meisten Fällen erfüllen die Lösungsmittel den Zweck, die verschiedenen Bestandteile in einer hinreichend befriedigenden Weise zu homogenisieren, doch ist diese Methode außer mit dem Nachteil des teilweisen oder vollständigen Verlustes von Bestandteilen mit verschiedenen, während des folgenden Zieh- oder Pre,ßvorganges in Erscheinung tretenden Nachteilen verbunden, und es ist auch das Endprodukt immer etwas porös. In most cases the solvents serve the different purposes Homogenizing constituents in a sufficiently satisfactory manner, however, is this method except with the disadvantage of partial or total loss from Components with different, during the following drawing or pre, ßvorganges appearing disadvantages connected, and it is the end product is always a bit porous.

Mittels der erfindungsgemäßen Schneckenpresse wird das Enderzugnis einfach durch mechanisches Mischen unter der Einwirkung von Wärme und Druck aus. den verschiedenen Bestandteilen der thermoplastischen Masse erhalten. Das Endprodukt ist vollkommen homogen, stabil und besitzt absolut konstante physikalische und chemische Eigenschaften. The end product is obtained by means of the screw press according to the invention simply by mechanical mixing under the action of heat and pressure. the various components of the thermoplastic mass obtained. The end product is completely homogeneous, stable and has absolutely constant physical and chemical properties Properties.

Die Schneckenpresse gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus gleichen, sich gleichsinnig drehenden Förderschnecken mit ineinandergreifenden Gewinden, die in einem Gehäuse, das im als gemeinen geheizt it, eingeschlossen sind und die zwischen dem Einlaßt- und dem Auslaßende mindestens einen konischen und einen zylindrischen Abschnitt aufweisen. Im konischlen Abschnitt ist die Konizität der über den Außenumfang des Gewindes zu denkenden Hüllfläche jener des Schneckenkernes, d. h. der gedachten Hüllfläche der Gewindebasis, entgegengesetzt und nimmt vom Einlaß ab schnell ab, um das spezifische Volumen der auf die erforderliche Temperatur gebrachten Masse rasch zu verkleineren, sowie das Material plastisch wird oder schmilzt, wobei es gleichzeitig einer Vormischung unterworfen wird. Im zylindrischen Abschnitt dieser Schnecke, in welchem der Schneckenkern und die Hüllfläche der Gewinde auf gleichartigen Zylinderflächen verlauften, wird der Schmelzvorgang vollendet und eine voll-ständige und ho.mogene Mischung des Materials durchgeführt. The screw press according to the invention consists essentially of same, co-rotating conveyor screws with interlocking threads, which are enclosed in a housing that is generally heated and which at least one conical and one cylindrical between the inlet and outlet ends Have section. In the conical section, the conicity is that of the outer circumference of the thread to be considered enveloping surface that of the screw core, d. H. the imagined Enveloping surface of the thread base, opposite and decreasing rapidly from the inlet, by the specific volume of the mass brought to the required temperature to shrink rapidly, as the material becomes plastic or melts, whereby it is simultaneously subjected to a premix. In the cylindrical section of this Screw, in which the screw core and the envelope surface of the thread on the same type If the cylinder surfaces run, the melting process is completed and a complete one and homogeneous mixing of the material.

Wenn Gewinde und Kern der Schnecke aus zwei oder mehr konischen Abschnitten entgegengesetzter Konizität bestehen, wird die Querschnittsverjüngung in der Fließrichtung des -materials ebenso wie die Schneckensteigung schrittweise verkleinert, jedoch mit der Grenze, das die Aufeinanderfolge von Abschnitten mit schrittweise abnehmender Querschnittsverjüngung durch eine Schenke ersetzt wird, in der sowohl die Erzeugende der Kernfläche als auch jene-der Hüllfläche der Gewinde eine Kurve ist, wobei diese beiden Kurven einander gegenüberliegen. If the screw thread and core consist of two or more conical sections consist of opposite taper, the cross-sectional taper will be in the direction of flow of the material as well as the screw pitch gradually decreased, however with the limit that the succession of sections with gradually decreasing Cross-sectional tapering is replaced by a tavern in which both the generatrix the core surface as well as that of the envelope surface of the thread is a curve, this two curves are opposite each other.

Weitere Einzelheiten der Schneckenpresse werden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, die zwei Schneckenpressen gemäß der Erfindung darstellen. Further details of the screw press are provided with reference to the Described drawings illustrating two screw presses according to the invention.

Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine Schneckenpresse, die zwecks besserer Übersichtlichkeit nur zwei Schnecken mit ineinandergreifenden Gewinden zeigt, von denen jede aus zwei Abschnitten besteht, und zwar einem Eintritts-abschnitt; der in der Hüllfläche der Gewinde und im Kern divergierend konisch ist, und einem zylindrischen Abschnitt. Fig. 1 is a cross section through a screw press used for the purpose of better clarity only two screws with interlocking threads each of which consists of two sections, namely an entry section; which is conical in the enveloping surface of the thread and in the core diverging, and one cylindrical section.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, die ebenfalls der Klarheit halber nur zwei Schnecken zeigt, von denen jeder drei Abschnitte aufweist, von denen die beiden ersten konisch, jedoch mit verschiedener Konizität und verschiedener Steigung ausgeführt sind, wobei der zweite Abschnitt vergleichen mit dem ersten kürzer und wobei der dritte Abschnitt zylindrisch und mit weiter verkleinerter Steigung ausgeführt ist. Fig. 2 shows another embodiment, also for clarity shows only two snails, each of which has three sections, of which the first two conical, but with different conicity and different Incline are run, with the second section compare with the first shorter and with the third section cylindrical and with a further reduced pitch is executed.

In der Praxis werden drei oder mehr Schnecken anstatt zweier verwendet, wobei jede Schnecke die eben beschriebenen Merkmale aufweist. In practice three or more augers are used instead of two, each screw having the characteristics just described.

Die konischen Abschnitte der Schnecken sind im wesentlichen dazu bestimmt, die verschiedenen Rohstoffe, aus der die plastische Masse besteht, allmählich zu verdichten und, unter der Einwirkung von Hitze, die Masse zu pl'astifizieren. Da das Material anfänglich stets pul;veriörmig ist und großes spezifisches Volumen aufweist, ist es notwendig, durch Druck eine schnelle Volumverkleinerung herbeizuführen. Da das Material gleichzeitig dem Druck un.d der Hitze ausgesetzt wird, erreichen die verschiedenen Bestandteile ihre Schmelztemperaturen und werden in -diesem Zustand in den zweiten Abschnitt der Schneckenpresse gefördert, in welchem die Schnecken zylindrische Gewinde besitzen und im wesentlichen dem Zwecke der vollständigen Mischung des Produktes dienen. Durch entsprechende Bemessung der verschiedenen Konizitäten und Durchmesser mit Bezug aufeinander ist es möglich, ein optimales Resultat zu erhalten, welches dann erfüllt ist, wenn die Gewinde der zylindrischen Schneckenteile völlständig mit Material ausgefüllt sind. In diesem Falle erfolgt der Mischvorgang mit größtem Wirkungsgrad, und' es ist ersichtlich, daß jedes Teilchen des Enderzugnisses dann die einzelnen Grundbestandteile genau im gewünschten Verhältnis enthält. The conical sections of the screws are essentially there determines the various raw materials that make up the plastic mass, gradually to compact and, under the action of heat, to plastify the mass. Since the material is initially always pul; veri-shaped and has a large specific volume it is necessary to reduce the volume rapidly by applying pressure. Because the material is exposed to pressure and heat at the same time, achieve The various constituents have their melting temperatures and are in this state conveyed into the second section of the screw press, in which the screws have cylindrical threads and essentially for the purpose of complete mixing serve the product. By appropriately dimensioning the various tapers and diameter with reference to each other it is possible to achieve an optimal result obtained, which is fulfilled when the thread of the cylindrical screw parts are completely filled with material. In this case the mixing process takes place with the greatest efficiency, and 'it can be seen that every particle of the final product then contains the individual basic components in exactly the desired ratio.

In Fig. I bezeichnen r und I' die Schnecken der Schneckenpresse. Sie haben einen konischen Abschnitt M-N, in welchem die genannte Konizität sowohl hinsichtlich; der Hüllfläche der Gewindestirnflächen als auch des Gewind'egrundes, d. h. des Schneckenkernes 2 bzw. 3 gegeben ist; beide Koni zitäten sind einander entgegengesetzt, genauer gesagt, der Auflenumfang weist ia der Förderrichtung eine Verkleinerung des Radius, der Radius der Kerne 2 und 3 aber eine Vergrößerung auf. Die beiden Schnecken sind, wie üblich, in einem Gehäuse 5 untergebracht, in welchem die Zufuhröffnung für das Preßmaterial und d.ie Preßdüse an einander gegenüberliegen den Enden ausgebildet sind. Das Gehäuse ist mit konischer Innenfläche 4 ausgestattet, die mit der Gewindeaußenhüllfläche der konischen Abschnitte ähnlich ist und mit einem zylindrischen Teil 4", der mit dem zylindrischen Abschnitt der Schnecken übereinstimmt. Die beiden Schnecken 1 und 1' haben ineinandergreifende Gewinde und sind in an sich bekannter Weise auge trieben, um in gleichem Sinne um ihre Achsen x-x bzw. x'-x' zu rotieren. Das. Gehäuse 5 kann entsprechend dem verwendeten pulverförmigen Kunststoff geheizt oder gekühlt sein. In Fig. I, r and I 'denote the screws of the screw press. They have a conical section M-N in which the said conicity is both regarding; the envelope surface of the thread end faces as well as the thread root, d. H. the screw core 2 or 3 is given; both conicities are mutually exclusive opposite, more precisely, the outer circumference generally has a direction of conveyance Reduction of the radius, the radius of the cores 2 and 3 but an increase. The two screws are, as usual, housed in a housing 5 in which the feed opening for the press material and the press nozzle are opposite one another the ends are formed. The housing is equipped with a conical inner surface 4, which is similar to the thread outer envelope of the conical sections and with a cylindrical part 4 "which coincides with the cylindrical portion of the screws. The two screws 1 and 1 'have intermeshing threads and are in themselves in a well-known way to drive around their axes x-x or x'-x 'in the same sense to rotate. That. Housing 5 can according to the powdered plastic used be heated or cooled.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, ist der freie Ranin zwischen den' Schneckenwandungen und dem Gehäuse im ersten Abschnitt der Schnecken vergleichsweise groß, und es wird demgemäß eine große Materialmenge hindurchtreten können; sie unterliegt dort einer schnellen Zerkleinerung, um so das Material schnell zu verdichten, das, nachdem es im plastischen Zustand bei N angekommen ist, das Ende des konischen Abschnittes erreicht hat und weiterhin in dem zylindrischen Abschnitt l!,7 p vol1-ständig gemischt wird. Die Schneckenpresse erlaubt leinen Materialrückfluß zum rückwärtigen Teil, so daß ein hoher Preßdruck erhalten werden kann, ohne daß die Gefahr von Materialstockungen in toten Punkten oder Ungleichheiten im Einlaß- oder Auslaßende möglich sind. As can be seen from the drawings, the free ranin is between the 'screw walls and the housing in the first section of the screws for comparison large, and accordingly a large amount of material will be able to pass through; she is subject to there a quick crushing so that Material quickly compress, which, after it has reached N in the plastic state, is the end of the conical section has reached and continues in the cylindrical section l!, 7 p is mixed continuously. The screw press allows no material backflow to the rear part, so that a high pressing pressure can be obtained without the risk of material stagnation in dead spots or inequalities in the inlet or outlet ends are possible.

In der Ausführu.ngsform gemäß Fig. 2 weist jede Schnecke drei unterschiedliche Abschnitte auf. Der erste Abschnitt R-T ist stark zulaufend, und zwar sowohl hinsichtlich der Hüllfläche der Gewindestirnfläche als auch der Kernfläche, und besitzt größere Schneckensteigung, während der zweite Abschnitt T-V mit Bezug auf diese Hüllfläche und den Kern weniger konisch ist, wobei auch die Steigung geringer ist; der dritte Abschnitt V-H ist zylin.drisch und besitzt noch kleinere Steigung als der vorhergehende konische Abschnitt. Diese Konstruktion stellt in jeder Beziehung die ideale Schneckenpresse für die meisten thermoplastischen Kunststoffe dar, die großes spezifisches Volumen haben, welches nach dem Eintritt in die Presse verkleinert werden soll, um schnell die Temperatur des Gehäuses 5 zu erreichen. Dies wird durch den ersten Abschnitt R-T erreicht, an dessen Ende das Material. komprimiert, jedoch nich.t geschmolzen und noch wenig geknetet wird. Der zweite Abschnitt T-V komprimiert das. Material stetig in dem Maße wie es schmilzt und leitet eine Vormischung ein. Der dritte Abschnitt zylindrischer Form, V-H, vollendet die Schmelzung und Mischung des Materiales. In the embodiment according to FIG. 2, each screw has three different ones Sections on. The first section R-T is sharply tapered, both in terms of the envelope surface of the thread face as well as the core surface, and has larger ones Screw pitch, while the second section T-V with reference to this envelope surface and the core is less conical, the slope also being less; the third Section V-H is zylin.drisch and has an even smaller gradient than the previous one conical section. This construction represents the ideal screw press in every respect for most thermoplastics, the large specific volume have which after entering the press should be scaled down to quickly to reach the temperature of the housing 5. This is done through the first section R-T reached, at the end of which the material. compressed, but not melted and is still little kneaded. The second section T-V compresses the material steadily as it melts and initiates a premix. The third section cylindrical shape, V-H, completes the melting and mixing of the material.

Durch diese Schneckenpresse werden vollkominene Erzeugnisse erhalten, von denen jedes. Teilchen in genau gewünschten Proportionen die verschiedenen vollständig vermischten. Bestandteile enthält. With this screw press, fully combed products are obtained, each of which. Particles in exactly the desired proportions the different completely mixed up. Contains ingredients.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: I. Schneckenpresse zum Mischen und Strangpressen von organischen, plastischen Kunststoffen, insbesondere thermoplastischen Kunststoffen, bestehend aus zwei oder mehr Schnecken mit ineinandergreifenden Gewindegängen, wobei die Gewinde jeder Schnecke den zwischen den Gewinden der ineinandergreifenden 5 chuecken llegen den Raum ganz ausfüllen, dadurch gekenn:-zeichnet, daß die Schnecken (I, I') untereinander gleich sind, sich gleichsinnig drehen und in Abschnitte unterteilt sind, von welchen Abschnitten einer oder mehrere vom Einlaß- gegen das Auslaßende zu konisch sind und die Verjüngung der Hüllfläche des Schneckenkernes zur Verjüngung der Hüllfläche der Gewindeaußenfläche entgegengesetzt verläuft. PATENT CLAIMS: I. Screw press for mixing and extrusion of organic, plastic plastics, in particular thermoplastics, consisting of two or more screws with intermeshing threads, whereby the threads of each screw are those between the threads of the intermeshing 5 chuecken fill the space completely, marked by the fact that the snails (I, I ') are equal to each other, rotate in the same direction and are divided into sections are of which sections one or more from the inlet to the outlet end are too conical and the tapering of the envelope surface of the screw core leads to tapering the envelope surface of the outer thread surface runs opposite. 2. Schneckenpresse nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der einzelnen Schneckenabschuitte (4, +', 4") in Richtung vom Einlaß- gegen das Auslaßende abnimmt 2. Screw press according to claim I, characterized in that the Incline of the individual Schneckenabschuitte (4, + ', 4 ") in the direction of the inlet against the outlet end decreases 3. Schneckenpresse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der letzte Schneckenabschnitt (4") gleichbleibenden Innenr und Außendurchmesser, 4. h. zylindrische Hüllflächen besitzt und sich in Richtung des Mundstücks erstreckt.3. Screw press according to claim 1 and 2, characterized in that that the last screw section (4 ") has a constant inner and outer diameter, 4. h. has cylindrical enveloping surfaces and extends in the direction of the mouthpiece. 4. Schneckenpresse nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aufein.anderfolgenden Schneckenabschnitte mit abnehmen dem Förderquerschnitt durch einen einzigen Abschnitt ersetzt sind, dessen Kern eine so gekrümmte Erzeugende hat, daß diese sich, beginnend beim. Einlaß, dem folgenden zylindrischen Abschnitt nähert und die Hüllfläche der Gewindestirnflächen ebenfalls eine gekrümmte, aber entgegengesetzt ansteigende Erzeugende hat, so daß sich diese beiden Hüllflächen in entgegengesetzter Richtung verjüngen, und wobei die Gewindesteigung dieses Schneckenabschnittes .gleichbleibend oder stufenweise abnehmend ausgeführt ist, während die Steigung des anschließenden Abschnittes mit gleichbleibendem Innen- und Außendurchmesser gleichbleibt und wobei die Krümmungen der Erzeugenden des obengenannten ersten Schneckenabschuittes derartig verlaufen, daß das in die Presse gefüllte Material den zylindrischen Teil in einem vollkommen geschmolzenen Zustand erreicht und die Gewindegänge der Schnecke vollständig und genau ausfüllt. 4. Screw press according to claim I to 3, characterized in that that the successive screw sections decrease with the conveying cross-section are replaced by a single section, the core of which has such a curved generatrix has that this is starting at. Inlet, the following cylindrical section approaches and the envelope surface of the threaded end faces also a curved, but oppositely increasing generatrix, so that these two envelope surfaces taper in the opposite direction, and the thread pitch of this screw section . Constant or gradually decreasing, while the slope of the subsequent section with constant inside and outside diameter remains the same and wherein the curvatures of the generatrices of the above-mentioned first screw section extend in such a way that the material filled into the press passes the cylindrical part reached in a completely molten state and the threads of the screw completely and precisely filled out.