NL8002623A - Tweetraps wormstrengpers voor poedervormige kunststof- massa's. - Google Patents

Description

*' t 80.3171 /M/Rdm/ sine

Korte aanduiding: Tweetraps wormstrengpers voor poedervormige kunststofmassa's.

Bij de verwerking van thermoplastische kunststofmassa's is gebleken, dat het in sommige gevallen van voordeel is, tweetraps strengpersen te gebruiken. Er zijn wormextrusiepersen in cascade-opstelling bekend. Met deze cascade extrusiepersen is een ontziende 5 behandeling van het materiaal mogelijk, omdat de wormassen van elke cascade-trap met van elkaar onderscheidende toerentallen worden gedreven. Deze van elkaar onafhankelijke instelling van het toerental van de ene strengperstrap naar de andere strengperstrap maakt een scheiden van de trappen van de werkwijze in de extrusietechniek mo- 10 gelijk. Er kunnen bijvoorbeeld bij de eerste strengperstrap de pro-duktiefasen van het toevoeren van het materiaal, het transport, het samenpersen, het smelten en een voor-homogeniseren behoren. Bij de tweede strengperstrap kunnen de produktiefasen van het comprimeren, het temperen, het mengen, het filtreren en het uitpersen behoren.

15 Meestal wordt de worm van de tweede koelbare strengperstrap met een lagere draaisnelheid bij grotere diameter van de worm gebruikt om een schadelijke en verdere onnodige verwarming van het te verwerken materiaal te vermijden.

Bij de bekende tweetraps strengpersen is het niet mo- 20 gelijk gebleken bij de huidige vereiste hoge doorvoercapaciteit een voldoende geplastificeerd en gehomogeniseerd eindprodukt als streng te kunnen persen. Bijzondere vormmassa's met moeilijk dispergeerbare toevoegingen, zoals kleurpigmenten, gaven eindprodukten van onvoldoende kwaliteit.

25 Het is bijzonder moeilijk bij deze bekende strengper sen poedervormige kunststofmassa's naar binnen te trekken. Dit gebrekkige naar binnentrekken van poedervormige kunststofmassa's verhindert hoge doorvoercapaciteiten en bovendien nog schommelingen in het transport van het materiaal.

30 De uitvinding heeft tot doel een tweetraps wormstreng- 800 2 6 23 - 2 - pers voor thermoplastische vormmassa's, in het bijzonder poedervormige kunststofmassa's, met een verticale en met een horizontale strengperstrap, waarvan de werkruimten via een doorlaat in verbinding staan te verschaffen waarmede het mogelijk is eindprodukten 5 van bijzonder goede kwaliteit te verkrijgen bij een hoge doorvoer-capaciteit en een bevredigend gedrag van het naar binnentrekken kunnen worden bereikt.

Volgens de uitvinding wordt dit bereikt met de hierboven genoemde wormstrengpers, die daardoor is gekenmerkt, dat de 10 beide strengperstrappen versprongen ten opzichte van elkaar zijn aangebracht, zodat de strengperstrappen in het onderste uitlaatge-bied van de verticale strengperstrap en in het intrekgebied van de horizontale strengperstrap zich tangentiaal kruisen, dat de verticale strengperstrap een planetairvormig plastificeergedeelte bezit, 15 dat de wormas van de verticale strengpers in een onderste axiaal druklager is ondersteund, en dat op de wormas aan het onderste eind van het planetairvormige plastificeergedeelte een aanloopring voor de planeetspillen van het plastificeergedeelte is aangebracht.

Hierdoor wordt de eigen zwaartekracht van de vorm-20 massa die in de verticale strengperstrap wordt verwerkt, benut, Hierdoor wordt een gelijkmatig intrekken ook van slecht stroombare vormmassa's met geringe stortdichtheid verkregen. In de verticale strengperstrap toegepaste planetairvormige plastificeergedeelte bezit verscheidene schuin vertande planeetspillen, die om een gebied 25 van een centrale wormas zijn aangebracht. De centrale wormas is in het gebied van de planeetspillen eveneens van een schuine vertanding voorzien. Concentrisch ten opzichte van de verticale wormas is een van inwendige vertanding voorzien cilindrisch deel aangebracht. De planeetspillen staan enerzijds met de wormas en anderzijds met de 30 inwendige vertanding van het cilindrische deel in ingrijping.

Planetairvormige plastificeergedeelten zijn op zichzelf bekend. Deze hebben het voordeel, dat het materiaal kortstondig wordt uitgerold en daardoor belangrijk intensiever wordt gemengd. De vorm- 800 2 6 23 4- l - 3 - massa wordt in korte afstanden steeds weer omgekeerd. Hierbij ontstaat innerlijke wrijvingswarmte die tot het verder smelten van de vormmassa bijdraagt.

Door de versprongen opstelling van de beide strengpers-5 trappen kan de centrale verticale wormas aan zijn onderste einde in een axiaal druklager worden opgenomen. De optredende axiale re-actiekrachten worden door de opstelling van de aanloopring op de wormas tegengewerkt.

Om een verhoogd intrekkingsgedrag van de toegevoerde 10 vormmassa en een uitpersen van de ingesloten lucht uit de vormmassa te bereiken, is de wormstrengpers volgens een verder kenmerk van de uitvinding zodanig uitgevoerd, dat de wormas aan zijn bovenste eind een in de vultrechter en/of vulschacht reikende tapvormige verlenging bezit, die direct of indirect met eerroerorgaan en/of een opstopworm 15 is verbonden. De met de wormas draaiingsvast verbonden trapvormige verlenging kan direct een roerorgaan en/of een opstopworm dragen.

Het is echter ook mogelijk deze tapvormige verlenging als lagertap voor een afzonderlijk aandrijfbaar roerorgaan en/of opstopworm te gebruiken.

20 Een verdere verbetering van het intrekgedrag wordt volgens de uitvinding daardoor bereikt, dat de tapvormige verlenging geheel of gedeeltelijk naar boven toe conisch toelopend is uitgevoerd.

Voorts is het volgens de uitvinding mogelijk de in-25 richting zodanig uit te voeren, dat op de tapvormige verlenging een relatief ten opzichte van de wormas draaiende opstopworm tussen de invultrechter en het planetairvormige plastificeergedeelte is aangebracht en dat het volume van de schroefgang van de opstopworm continu afnemend is uitgevoerd. Door de relatief ten opzichte van de 30 centrale wormas draaibare opstopworm kan een verandering van de verdichtingsomstandigheden van het toegevoerde materiaal worden bereikt. Overeenkomstig de zich voordoende materiaaleigenschappen kan de materiaaltoevoer worden ingesteld. Het continu afnemende volume 800 2 6 23 - 4 - van de schroefgang verschaft een doelmatige verdichting van het materiaal.

Doordat de relatief draaibare opstopworm via een met de centrale wormas in verbinding staand planetair drijfwerk wordt 5 aangedreven, wordt een oordeel biedende wijze van aandrijving van de relatief ten opzichte van de centrale wormas draaibare opstopworm verkregen. Via het planetaire drijfwerk kan de opstopworm direct door de aangedreven centrale wormas worden aangedreven. Een extra aandrijving voor de opstopworm is niet noodzakelijk. Door ^0 het uitwisselen van de planeetwielen is een verandering van het toerental van de opstopworm ten opzichte van de wormas mogelijk.

Doordat de wormas van de verticale strengperstrap in het eindgebied door een draaibare cilindrische huls is omgeven en doordat de cilindrische huls een met de doorlaat van de strengpers-trappen in overlapping te plaatsen doorlaatopening bezit, wordt een smoorinrichting voor de strengpers volgens de uitvinding bereikt. Met deze smoorinrichting is het via het veranderbare vrijgeven van de doorlaat van de strengperstrappen mogelijk de druk in de verticale strengperstrap te sturen.

20 Voorts kan met voordeel de cilinderhuls, die de werk druk in de eerste strengperstrap stuurt gelijktijdig als aanloopklep worden gebruikt. In de aanlooptoestand van de strengpers wordt de doorlaat van de cilinderhuls met de nevenuitlaat in overlapping gebracht. De getransporteerde vormmassa treedt uit de nevenuitlaat in 25 de vrije ruimte uit. Wanneer de naar buiten tredende vormmassa voldoende geplastificeerd is, wordt de cilinderhuls gedraaid en de doorlaatopening van de cilinderhuls overlappend op de doorlaat tussen de beide strengperstrappen gebracht.

Een verdere verbetering van het intrekgedrag wordt 20 daardoor bereikt, dat het van uitwendige vertanding voorziene gedeelte van de hoofdspil van de verticale wormas aan de omtrek van het planetairvormige plastificeergedeelte is terug geplaatst, waardoor brugvorming in de toegevoerde vormmassa met zekerheid wordt 800 2 6 23 * < - 5 - vermeden.

Door de uitvinding wordt een inrichting verkregen waarmede het mogelijk is moeilijk te verwerken vormmassa's, zoals bijvoorbeeld poedervormige of tot snippers gesneden vormmassa’s met 5 hoge doorvoercapaciteit en voldoende kwaliteit te verwerken.

De uitvinding wordt aan de hand van de bijgaande tekening nader toegelicht, waarin: fig. 1 een schematische voorstelling van een tweetraps strengpers met een verticale strengperstrap en een horizontale streng-10 perstrap; fig. 2 een doorsnede door de strengpers volgens de lijn II-II in fig. 1; fig. 3 een afgeleide uitvoeringsvorm van het vulge-bied waar de vormmassa wordt voorverdicht; 15 fig. 4 een andere uitvoering van het vulgebied van de verticale strengperstrap en fig. 5 een verdere uitvoeringsvorm van het vulgebied van de strengperstrap, waarbij het van uitwendige vertanding voorziene gedeelte van de hoofdspil van de centrale wormas in het pla-20 netairvormige plastificeergedeelte is terug geplaatst, toont.

De strengpers bezit als eerste verwerkingstrap een verticaal opgestelde strengperstrap 6. Loodrecht en versprongen ten opzichte van de verticale strengperstrap 6 is een horizontale strengperstrap 7 opgesteld. De beide strengperstrappen 6 en 7 lopen in hun 25 gebied 8 waar zij elkaar kruisen tangentieel ten opzichte van elkaar.

De verticale strengperstrap 6 is staand op een huis 9 ondersteund, in welk huis de motor en het drijfwerk voor de aandrijving van de draaibare wormas 11 is ondergebracht. De horizontale strengperstrap 7 wordt via een steun 12 door het gestel 13 van het 30 huis gedragen en aan het eind, dat tegenover het uitstooteind 14 ligt, door een aandrijfeenheid 15 aangedreven· De verticale strengperstrap 6 bezit aan zijn bovenste einde een vultrechter 16 voor de poedervormige vormmassa. In de zijwand van de vultrechter 16 is 800 26 23 - 6 - een voedingsopening 17 voor de toevoer van de vormmassa aangebracht* De vultrechter 16 is op een cilindervormig deel 18 geplaatst, dat weer op het blok 19 van het huis staat en dat het onderste gedeelte van de wormas 11 omgeeft. De in het huis 18, 19 van de verticale 5 strengperstrap 6 draaiende wormas 11 bezit in het gedeelte dat zich aan het vulgebied 21 aansluit een schuin vertand hoofdspilgedeelte 22, dat is omgeven door hiermede in ingrijping staande eveneens schuin vertande planeetspillen 23. Het zich over de lengte van het gedeelte 22 van de hoofdspil uitstrekkende cilindrische gedeelte 18 10 heeft een inwendige vertanding, waarin de vertanding van de planeet-spillen 23 grijpt. Aan het onderste einde van het van een schuine vertanding voorziene gedeelte 22 van de hoofdspil is een aanloopring 24 op de wormas 11 aangebracht, waartegen de planeetspillen 23 tijdens het werken van de inrichting drukken.

15 Een transportwormgedeelte 25 sluit zich aan de aan loopring 24 aan, welk gedeelte zich voorbij het kruisingsgebied 8 van de beide strengperstrappen 6 en 7 uitstrekt. Op dit gedeelte 25 van de transportworm volgt een terugvoerschroef met fijne draad waarop de steuntap 27 met het aandrijfgedeelte 28 aansluit.

20 De doorboring van de verticale strengperstrap 6 is in het gebied van het blok 19 van het huis wijder en bezit een hierin passende ciiinderhuls 29. Deze cilinderhuls 29 is van een doorlaat-opening 31 voorzien, die in de getoonde uitvoering met een verbin-dingskanaal 32 in het blok 19 van het huis in overlappende verbin-25 ding staat. Dit verbindingskanaal 32 verbindt het uitlaatgebied van de verticale strengperstrap 6 met het inlaatgebied van de horizontale strengperstrap 7. Diametraal tegenover het verbindingskanaal 32 is een nevenuitlaat 33 in het blok 19 van het huis aangebracht, dat in de getoonde stand van de cilinderhuls 29 door deze is afgesloten. 30 De horizontale strengperstrap 7 is van temperuitbo- ringen 34 en een ontgassingsuitboring 35 in het kruisgebied 8 van de beide strengperstrappen 6 en 7 voorzien.

De wormas 11 van de verticale strengperstrap 6 bezit 800 2 6 23 - 7 - een vanaf het gedeelte 22 van de hoofdspil naar boven toe uitstrekkende en dunner wordende tapvormige verlenging 36 die zich door de vultrechter 16 uitstrekt. Deze tapvormige verlenging 36 is met zijn bovenste vrije einde draaibaar in de dekplaat 37 ondersteund. De 5 dunnerwordende tapvormige verlenging 36 draagt twee roervleugels 38 en 39 die het intrekken van het materiaal helpen.

De poedervormige of snippervormige vormmassa wordt via de voedingsopening 17 in de vultrechter 16 toegevoerd. De wormas 11 van de verticale strengperstrap 6 wordt aangedreven. De draaiende 10 roervleugels 38 en 39 veroorzaken een voorverdichting van de vormmassa welke voorverdichting door het naar beneden toe kleinerworden-de toevoervolume wordt ondersteund. De vormmassa wordt door het planetairvormige plastificeergedeelte 18, 22, 23 gegrepen en geplastificeerd waarbij deze massa wordt ontzien. Na het uittreden uit het 15 plastificeergedeelte 18, 22, 23 wordt in de vormmassa door het transportschroefgedeelte 25 een druk opgebouwd en de vormmassa wordt via de doorlaatopening 31 en het verbindingskanaal 32 in de horizontale strengperstrap 7 geperst. De terugvoerschroef 26 verhindert hierbij een in het axiale druklager 41 binnentreden van deeltjes 20 van de vormmassa. De vormmassa wordt door de in de horizontale strengperstrap 7 draaiende transportschroef 42 gegrepen en voor homogeni-seerd en uitgeperst, waarbij de massa wordt ontzien.

In fig. 3 wordt een afgeleide uitvoeringsvorm van het vulgebied getoond. Hierbij is de naar boven toe dunnerwordende tap-25 vormige verlenging 136 van de wormas 111 van een wormvormige trans-portkan 43 voorzien en het vulgebied 121 is cilindervormig uitgevoerd. Hierdoor ontstaat een naar beneden toe steeds kleiner wordend schroefgangvolume. Dit geeft een voordeel omdat de lucht uit de vormmassa wordt geperst en de vormmassa in voorverdichte toestand 30 aan het planetairvormige plastificeringsgedeelte 122, 123 wordt toegevoerd.

Fig. 4 toont een verdere gewijzigde uitvoering van het vulgebied van de verticale strengperstrap. Hierin draagt het van een schuine ver- 800 2 6 23 - 8 - tanding voorziene hoofdspilgedeelte 222 een tapvormige verlenging 44, die door een draaibaar hierop ondersteunde huls 45 is omgeven.

De huls 45 is in zijn onderste gebied als opstopschroef 46 met zich steeds verminderend schroefgangvolume uitgevoerd. In de bovenste 5 conische vultrechter 216 draagt de ten opzichte van de vormas 211 draaiende huls 45 twee roervleugels 238, 239 die bij hun draaiing de slechts stroombare of strooibare vormmassa naar de hieronderlig-gende opstopschroef 46 toevoeren. De tapvormige verlenging 44 is aan zijn bovenste einde draaibaar in een huisdeksel 47 ondersteund. 10 Verder draagt de tapvormige verlenging 44 in het bovenste einddeel een komtandwiel 48, dat met planeetwielen 49 in ingrijping is die weer met een op het bovenste eind van de huls 45 gestoken rondsel in ingrijping zijn.

Dit planeetdrijfwerk 48, 49, 51 heeft tot gevolg dat 15 de draaibeweging van de wormas 211 via het planeetdrijfwerk 48, 49, 51 op de huls 45 en daardoor op het roerwerk 38, 39 en op de opstopschroef 46 wordt overgedragen. De draaibare huls 45 wordt hierbij in een bepaalde verhouding ten opzichte van de wormas 211 en daardoor ten opzichte van het van uitwendige vertanding voorziene ge-20 deelte 222 van de hoofdspil van het planetairvormige plastificeer-gedeelte 222, 223 gedraaid. Door het eenvoudig uitwisselen van de planeetwielen 49 en het hierop gestoken rondsel 51 kan de verhouding van het toerental van de opstopschroef 46 ten opzichte van de worm-as 211 worden veranderd. Afhankelijk van de vormmassa en het aantal 25 planeetspillen 223 kan hierdoor het transportvolume van de opstopschroef 46 aan het transportvermogen van de verticale strengperstrap 6 worden aangepast.

In fig. 5 is een uitvoeringsvorm van het planetairvormige plastificeergedeelte 522, 523 getoond, waarbij het van uitwen-30 dige vertanding voorziene gedeelte 522 van de hoofdspil van de verticale wormas 511 aan de vulzijde is teruggezet, dat wil zeggen de planeetspillen 523 reiken over het gedeelte 522 van de hoofdspil.

De draaiende en rondlopende planeetspillen 523 vermijden hierdoor 800 2 6 23 ί * - 9 - brugvorming in.de vormmassa die in de vultrechter 516 is aangevoerd. Hierdoor wordt een gelijkmatig intrekgedrag verbeterd.

800 2 6 23

Claims (8)

1. Tweetrap&wormstrengpers voor thermoplastische vorm-massa's, in het bijzonder poedervormige kunststofmassa's, met een verticale en een horizontale strengperstrap, waarvan de werkruimten via een doorlaat met elkaar in verbinding staan, met het 5. e n m e r k, dat de beide strengperstrappen (6, 7) versprongen ten opzichte van elkaar zijn aangebracht en de strengperstrappen (ó, 7) in het onderste uitlaatgebied van de verticale strengperstrap (6) en een ingangsgebied van de horizontale strengperstrap (7) elkaar tangentiaal kruisen, dat de verticale strengperstrap (6) een plane-10 tairvormig plastificeergedeelte (22, 23) bezit, dat de wormas(ll) van de verticale strengperstrap (6) in een onderste axiaaldruklager (41) is ondersteund en dat op de wormas (11) aan het onderste eind van het planetairvormig plastificeergedeelte (22, 23) een aanloop-ring (24) voor de planeetspillen (23) van het plastificeergedeelte 15 (22, 23) is aangebracht.

2. Stengpers volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de wormas aan het bovenste eind in een in de vultrechter (16) en/of vulschacht reikende tapvormige verlenging (36; 44) bezit, die direct of indirect met een roerwerk (38, 39) en/of een 20 opstopschroef (46) is verbonden.

3. Strengpers volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de tapvormige verlenging (36) geheel of gedeeltelijk naar boven toe conisch afnemend is uitgevoerd.

4. Strengpers volgens conclusie 2, met het ken-25 in e r k, dat op de tapvormige verlenging (44) een relatief ten opzichte van de wormas (211) draaiende opstopschroef (46) tussen de vultrechter (216) en het planetairvormige plastificeergedeelte 800 2 6 23 * * - π - (222, 223) is aangebracht en dat het volume van de schroefgang van de opstopschroef (46) continu afnemend is uitgevoerd.

5. Strengpers volgens conclusies 2 en/of 4, m e t het kenmerk, dat de relatief draaibare opstofschroef (46) door 5 middel van een met de centrale wormas (211) in verbinding staand planetair drijfwerk (48, 49, 51) aandrijfbaar is.

6. Strengpers volgens conclusie 1,met het ken merk, dat de wormas (11) van de verticale strengperstrap (6) in zijn eindgebied door een draaibare cilinderhuls (29) is omgeven, 10 en dat cilinderhuls een met de doorlaat tussen de strengperstrappen in overlapping verstelbare doorlaatopening (31) bezit.

7. Strengpers volgens conclusie 6, met het ken merk, dat de doorlaatopening (31) van de cilinderhuls (29) met een in de vrije ruimte voerende nevenuitlaat (33) van de eerste 15 strengperstrap (6) in overlapping te brengen is.

8. Strengpers volgens conclusie 1, me t het ken merk, dat het van een uitwendige vertanding voorziene gedeelte (522) van de hoofdspil van de verticale wormas (511) aan het begin van het planetairvormige plastificeergedeelte (522, 523) teruggezet 20 is uitgevoerd. 800 26 23