Quetschwalzenpresse zur Plastifizierung von Kunststoff- material.Squeeze roller press for plasticizing plastic material.
Die Erfindung betrifft eine Quetschwalzenpresse zur Plastifizierung von Kunststoffmaterial mit einer in einer Walzenkammer drehbar angeordneten Walze, wobei in der sich in Umlaufrichtung der Walze erstreckenden Wandung der Walzenkammer eine Einfüllöffnung für das zu plastifzierende Material und eine Austragöffnung für das plastifizierte Material vorgesehen sind und zwischen dieser Wandung der Walzenkammer und der Walze zwischen Einfüllöffnung und Austragöffnung mindestens ein sich in Umfangsrichtung verengender Quetschspalt ausgebildet ist.The invention relates to a squeeze roller press for plasticizing plastic material with a roller rotatably arranged in a roller chamber, a filling opening for the material to be plasticized and a discharge opening for the plasticized material being provided in the wall of the roller chamber extending in the circumferential direction and between this wall the roller chamber and the roller between the filling opening and the discharge opening, at least one pinch gap narrowing in the circumferential direction is formed.
Eine Quetschwalze dieser Art ist z.B. aus der DE-OS 30 23 163 bekannt. Sie ist geeignet, zerkleinertes Kunststoffmaterial, insbesondere auch Kunststoffab¬ falle, zu einem zur Weiterverarbeitung geeigneten Plastifikat zu verarbeiten. Dabei wird der zu plasti- fizierende Kunststoff der Einwirkung von Wärme und Druck ausgesetzt. Die Wärme wird teils durch Beheizung der Presse, nach einer Anlaufphase aber gegebenen¬ falls auch allein durch die Knet- und Walkarbeit im Quetschspalt bzw. den Quetschspalten erzeugt.A squeeze roller of this type is e.g. known from DE-OS 30 23 163. It is suitable for processing shredded plastic material, in particular also plastic waste, into a plastic product suitable for further processing. The plastic to be plasticized is exposed to the effects of heat and pressure. The heat is generated partly by heating the press, but after a start-up phase it may also be generated solely by the kneading and flexing work in the nip or the nips.
Dort wird auch der erforderliche Druck erzeugt. Ver¬ suche haben gezeigt, daß es für die angestrebte Wir- kung von besonderer Bedeutung ist,daß die Quetsch¬ walze von einem möglichst geschlossenen Film aus platifiziertem Kunststoff überzogen ist. Beim Ein¬ bringen des zu plastifizierenden Kunststoffmaterials
in die Quetschwalzenpresse schmilzt dieses Material an dem heißen Kunststoffilm an und wird dadurch zuverlässig in den Quetsch≤palt gezogen.The required pressure is also generated there. Tests have shown that it is of particular importance for the desired effect that the squeeze roller is covered by a film of platified plastic that is as closed as possible. When introducing the plastic material to be plasticized this material melts into the hot plastic film in the squeeze roller press and is thereby reliably drawn into the squeeze gap.
Bisher hat man Quetschwalzen mit zylindrischer Ober¬ fläche verwendet, um eine gleichmäßige Verengung des Quetschspalts zu erhalten. Dabei wurden zufrieden¬ stellende Ergebnisse erzielt, wenn auch die Leistungs¬ fähigkeit der Quetschwalzenpresse insofern mit Grenzen behaftet ist, als die auf die Quetschwalze aufgebrachte Materialschicht nicht so dick werden darf, daß es an der erforderlichen Haf ung zwischen dem neu eingebrach¬ ten Material und dem die Quetschwalze überziehenden heißen Film fehlt, weil dadurch ein Materialstau am Einlauf in den Quetschspalt auftritt, der die weitere Funktion der Quetschwalzenpresse 'stark beeinträchtigt und in der Regel Reinigungsmaßnahmen erfordert, die den kontinuierlichen Betriebsablauf stören.So far, squeeze rollers with a cylindrical surface have been used in order to obtain a uniform narrowing of the squeeze gap. Satisfactory results were achieved, even if the performance of the squeeze roller press is limited insofar as the layer of material applied to the squeeze roller must not become so thick that it is at the required adhesion between the newly introduced material and the squeegee be coated hot film lacks because it is a jam occurs at the entry into the nip, the 'negative impact on the further function of Quetschwalzenpresse and usually requires cleaning measures that interfere with the continuous operation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Leistungs¬ fähigkeit einer Quetschwalzenpresse der eingangs erwähn¬ ten Art weiter zu steigern, ohne dabei das Risiko von Störungen des Betriebsablaufs in Kauf zu nehmen oder einen besonderen, zusätzlichen konstruktiven Aufwand zu betreiben..The invention is based on the object of further increasing the performance of a squeeze roller press of the type mentioned at the outset, without accepting the risk of disruptions in the operating sequence or operating a special, additional design effort.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Um- fangsfläche der Quetschwalze mit einer Vielzahl von flachen Vertiefungen versehen ist.
Versuche haben gezeigt, daß sich durch die Verwendung einer solchen Konstruktion die Leistungsfähigkeit der Quetschwalzenpresse beachtlich steigern läßt, ohne daß die Gefahr einer Staubildung auftritt. Es ist zu vermu- ten, daß hierfür eine doppelte Ursache vorliegt. Einer¬ seits wird durch die Profilierung der Quetschwalzen¬ oberfläche zusätzliche Walk- und Knetarbeit auf den zu plastifizierenden Kunststoff ausgeübt. Andererseits vergrößert sich auch die wirksame Oberfläche der Quetsch- walze bei einem gegebenen Durchmesser, so daß mehrThe solution to this problem is that the circumferential surface of the nip roller is provided with a large number of shallow depressions. Experiments have shown that the use of such a construction can considerably increase the performance of the nip roller press without the risk of jamming. It can be assumed that there is a double cause for this. On the one hand, additional profiling and kneading work is carried out on the plastic to be plasticized by profiling the nip roller surface. On the other hand, the effective surface of the squeeze roller also increases for a given diameter, so that more
Material erfaßt und beim beheizten Betrieb mehr Wärme übertragen werden kann. Schließlich kann sich die Profilierung auch positiv auf die Bildung und Erhaltung des für den Betrieb wichtigen Kunststoffilms auswirken.Material detected and more heat can be transferred during heated operation. Finally, the profiling can also have a positive effect on the formation and maintenance of the plastic film important for the company.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Vertiefungen durch in der zylindrischen Hüllfläche der Quetschwalze liegende Flächenabschnitte voneinander getrennt sind.An advantageous embodiment consists in that the depressions are separated from one another by surface sections lying in the cylindrical envelope surface of the nip roller.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform ist es, daß die Vertiefungen die Form von Rillen aufweisen, die sich zwischen den beiden Stirnseiten der Quetschwalze er¬ strecken, wobei noch eine weitere Variante darin be- steht, daß Anfang und Ende der Rillen jeweils in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind»Another advantageous embodiment is that the depressions have the shape of grooves which extend between the two end faces of the nip roller, a further variant being that the beginning and end of the grooves are offset in relation to one another in the circumferential direction »
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht auch noch darin, daß die Oberfläche der Quetschwalze mit gleich- mäßig verteilten, napfförmigen Vertiefungen versehen ist«
Nach einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung besitzen die Vertiefungen einen ausgerundeten Querschnitt, wobei vorzugsweise der Übergang zur Hüllfläche der Quetsch¬ walze eine Kante bildet.An advantageous embodiment also consists in the fact that the surface of the nip roller is provided with uniformly distributed, cup-shaped depressions. According to a particularly expedient embodiment, the depressions have a rounded cross section, the transition to the envelope surface of the squeeze roller preferably forming an edge.
Anhand der nun folgenden Beschreibung der in der Zeich¬ nung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird diese näher erläutert.The following description of the exemplary embodiments of the invention shown in the drawing explains this in more detail.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erfin¬ dungsgemäß ausgebildete Quetschwalzenpresse, Fig. 2 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Quetschwalze, Fig. 3 eine Ansicht einer etwas geänderten Ausfüh¬ rungsform und Fig. 4 eine Ansicht noch einer weiteren Ausführungs¬ form einer Quetschwalze.1 shows a schematic section through a squeeze roller press designed according to the invention, FIG. 2 shows a view of a first embodiment of a squeeze roller, FIG. 3 shows a view of a somewhat modified embodiment, and FIG. 4 shows a view of yet another embodiment of a squeeze roller .
Die ingesamt mit 10 bezeichnete Quetschwalzenpresse be¬ steht aus einem Gehäuse 12, in welchem eine Walzenkammer 14 mit horizontaler Achse ausgebildet ist, in der mit radialem Abstand von der Wandung 16 der Walzenkammer 14 eine zylindrische, beheizbare Quetschwalze 18 drehbar gelagert ist. In den in der Zeichnung unmaßstäblich groß dargestellten Ringraum 20 zwischen der Quetschwalze 18 und der Wandung 16 der Walzenkammer 14 mündet von oben ein Füllschacht 22 zur Eingabe des zu verarbeitenden Kunststoffmaterials. Im Ringraum 20 sind anschließend an die Einmündung des FüllSchachts 22 z.B. drei Quetsch¬ segmente 24a, 24b und 24c angeordnet, die den Ringraum
20 jeweils bis auf einen engen Spalt einengen, wodurch das eingefüllte Kunststoffmaterial einer starken Quet¬ schung unterworfen wird, die eine gewisse Erwärmung des zu plastifizierenden Materials zur Folge hat. Im Anschluß an das letzte Quetschsegment 24c öffnet sich der Ringraum 20 durch einen Austrittskanal 26, in wel¬ chen die durch Hitze und Druck plastifizierte Kunststoff¬ masse durch ein Rakel 28 ab -oge-drängt wird.The squeeze roller press, designated overall by 10, consists of a housing 12 in which a roller chamber 14 with a horizontal axis is formed, in which a cylindrical, heatable squeeze roller 18 is rotatably mounted at a radial distance from the wall 16 of the roller chamber 14. In the annular space 20, shown to scale in the drawing, between the squeeze roller 18 and the wall 16 of the roller chamber 14, a filling shaft 22 opens from above for inputting the plastic material to be processed. In the annular space 20, for example, three squeeze segments 24a, 24b and 24c are arranged at the mouth of the filling shaft 22, which define the annular space 20 each narrow down to a narrow gap, as a result of which the filled plastic material is subjected to severe crushing, which results in a certain heating of the material to be plasticized. Following the last squeeze segment 24c, the annular space 20 opens through an outlet channel 26, into which the plastic mass plasticized by heat and pressure is pushed off by a doctor blade 28.
Die Quetschwalze ist in ihrer zylindrischen Umfangs- fläche 30 mit zur Achse der Quetschwalze 18 parallelen, flach ausgerundeten Rillen 32 versehen, zwischen denen Stege 34 verlaufen, deren Außenfläche einen Teil der zylindrischen ümfangsfläche 30 bildet. Eine Ansicht dieser Quetschwalze ist in Fig. 2.dargestellt.The squeeze roller is provided in its cylindrical circumferential surface 30 with flat rounded grooves 32 parallel to the axis of the squeeze roller 18, between which webs 34 extend, the outer surface of which forms part of the cylindrical circumferential surface 30. A view of this squeeze roller is in FIG. 2 . shown.
Die Fig. 3 zeigt eine Variante mit nach Art einer Schrägverzahnung angeordneten Stegen 34a, d.h. Anfang und Ende der Rillen 32a sind im Bereich der Stirn- flächen 36 und 38 der Quetschwalze 18a gegeneinander in Umfangsrichtung versetzt.3 shows a variant with webs 34a arranged in the manner of helical teeth, i.e. The beginning and end of the grooves 32a are offset in the circumferential direction in the region of the end faces 36 and 38 of the squeeze roller 18a.
Die Fig. 4 zeigt eine weitere Variante mit einer Viel¬ zahl regelmäßig über den Umfang der Quetschwalze 18b verteilter, napfför iger Vertiefungen 32b, die beim gezeigten Beispiel eine Begrenzung in Form von Kugel¬ kalotten und damit einen kreisförmigen Rand besitzen. Es könnten aber auch ähnliche Vertiefungen mit z.B. elliptischem oder polygonalem Rand ausgeführt werden, wobei dann die zwischen den Vertiefungen verbleibenden Abschnitte der Ümfangsfläche eine gitterartige Struktur
aufweisen können, zwischen der die Vertiefungen z.B. in Rauten- oder Sechseckform ausgebildet sein können, so daß sich insgesamt eine wabenartige Oberfläche der Quetschwalze ergibt.4 shows a further variant with a number of cup-shaped depressions 32b which are distributed regularly over the circumference of the squeeze roller 18b and, in the example shown, have a limitation in the form of spherical caps and thus have a circular edge. However, similar depressions with, for example, an elliptical or polygonal edge could also be made, in which case the sections of the peripheral surface remaining between the depressions have a lattice-like structure can have, between which the depressions can be formed, for example, in diamond or hexagon shape, so that overall there is a honeycomb surface of the squeeze roller.
Während die Vertiefungen 32, 32a und 32b flach ausge¬ rundet sind, bildet der Übergang zwischen der die Vertiefung begrenzenden Fläche und der Oberfläche 30 der Quetschwalze 18 vorzugsweise eine scharfe Kante.
While the depressions 32, 32a and 32b are rounded flat, the transition between the surface delimiting the depression and the surface 30 of the nip roller 18 preferably forms a sharp edge.