DE1529959A1

DE1529959A1 - Schneckenstrangpresse fuer spritzfaehige Massen,z.B. thermoplastische Kunststoffe u.dgl.

Info

Publication number: DE1529959A1
Application number: DE19641529959
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: HEIDRICH PETER
Current assignee: HEIDRICH PETER
Priority date: 1964-11-10
Filing date: 1964-11-10
Publication date: 1969-05-22

Description

Schneckenstrangpresse für spritzfähige Massen, s. B. thermoplastische Kunststoffe u. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenstrangpresse für spritzfähige Massen, z.B. thermoplastische Kunststoffe, Gummi u. dgl..
Die bekannten Schneckenstrangpressen der genannten Art sind mit einer oder mehreren Drosselstellen und nachfolgenden Entgasungsöffnungen versehen. Die letzteren werden bis zum Naschineneinlauf geschlossen gehalten und danach zeitweise geöffnet und geschlossen. Hierbei können die Pressen mit regelbaren Stauabschnitten vor der Entgasungsöffnung versehen sein, wobei ein der Förderschnecke angepreßter Stauwulst angeordnet ist.
Die Einstellung erfolgt durch die Axialverschiebung der Förderschnecke hydraulisch oder mechanisch. Bei den bekannten Schneckenstrangpressen der genannten Art ergibt sich der Nachteil, daß an den DrosseldurchgangsUffnungen eine überhöhte Scherwirkung auftreten kann, die bei verschiedenen Kunststoffen zwangsläufig zu einem strukturellen Abbau und einer Verschlechterung der phyBikalischen Werte des Gutes führt. Weiterhin können Masseteilchen in der Drosselstelle haften bleiben, die sich nach einiger Zeit thermisch zersetzen und zu Verbrennungserscheinungen führen. Solche Vorgänge haben meist die unangenehmen Begleiterscheinungen zur Folge, daß der Spritzvorgang unterbrochen werden muß, da zur Reinigung die Förderschnecke auszubauen ist.
Aufgabe der Erfindung ist eine Schneckenstrangpresse der genannten Art in der Weise auszubilden, daß die genannten störenden und den Spritzvorgang verteuernden Einflüsse ausgeschaltet sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß als Drosselstelle örtliche Einsatzstücke mit der Schnecke zugekehrten Ausnehmungen veehen sind, die mit an der Förderschnecke angeordneten Mitteln zum Aufschneiden des Massestranges zusammenwirken und daß die Entgasungsstelle mindestens zwei Öffnungen aufweist, die wechselseitig öffen- und schließbar sind. Vorteilhaft ist das Einsatzstück radial verstellbar und besteht aus einem äußeren Teil mit Kühlbohrungen und einem mittels Skala und Gewindespindel verstellbaren Innenteil.
Auf diese Weise läßt sich mit Hilfe des verstellbaren Teiles des Einsatzstückes bei einer Verschiebung des Aufbauwulstes und damit der Pörderschnecke der Durchflußquerschnitt zu- oder abnehmend in sehr engen Grenzen regeln. Es ist dafür gesorgt, daß durch die Formgebung und Ausbildung der Bodenflächen des verstellbaren Innenteiles keine Masseteilchen haften bleiben können. Diese können wieder auf die Förderschnecke zurückfallen und werden weitertransportiert. Das Zurückbleiben oder längere Verweilen des Gutes in der Strangpresse ist vermieden, Die Schnecke kann nach dem Spritzvorgang bis zum letzten Rest leergefahren werden. Vorteilhaft sind mehrere Drosselstellen vorgesehen. Hierbei kann der Materialfluß von der ersten bis zweiten Förderstufe so abgestimmt werden, daß die Entgasungsöffnungen frei bleiben, ein hoher Druckaufbau und damit eine bessere Mischwirkung und bei besserer Qualität eine wesentlich höhere Ausstoßleistung erreicht wird. Ein Verstopfen der Entgasungsöffnungen wird durch wechselseitiges Öffnen und Schließen dieser Öffnungen vermieden. Die Schnecke wird wieder zurückgedrängt, so daß sich die Absaugöffnungen freihalten lassen.
Für die empfindliche Regelung der Durchflußgeschwindigkeit der Masse an den Staustellen ist weiterhin eine sichere Fixierung der Lage der Förderschnecke zu dem diese umgebenden Gehäuse erforderlich. Hierzu ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung bei der hydraulisch verstellbaren Förderschnecke eine Einrichtung vorgesehen, mittels der die eingestellte Lage genau arretiert werden kann. Dies erfolgt zweckmäßig durch einen Rückstellkolben, der von außen eingestellt werden kanne Die Schnecken-Rückdruckkraft ist hierbei durch einen mechanischen Anschlag abgefangen und wird nicht mehr durch das Ölpolster der hydraulischen Vortriebsrichtung für die Förderschnecke aufgenommen0 Dadurch werden etwaige Schneckenvibrationen, die sich durch den hohen Druck in Verbindung mit dem Ö1-polster ergeben können, aufgehoben. Perner bleibt die Förderschnecke bei Ölverlusten an den Abdichtung3manschetten in der genau eingestellten axialen Stellung.
Dadurch läßt sich eine stets gleichmäßige und konstante Einstellung des Drosselßpaltes in dem Schneckenzylinder erreichen.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele nachstehend erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Schneckenstrangprese im Längsschnitt mit zwei Drosselstellen und einer Entgasungsöffnung, im Schema.
Fig. 2 stellt eine weitere Ausführungsform einer Förderstrangpresse gemäß der Erfindung schematisch dar, wobei die Vorrichtung zum Festlegen der Axialverschiebung der Schnecke mit angegeben ist.
Fig. 5 und 4 zeigen Querschnitte nach den Linien III-III und IV-IV der Fig. 1 und 2.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausftilirungsform eines Binsatzstückes für die Drosselstelle.
Fig. 6 veranschaulicht die Ausbildung eines Einsatzstückes mit entsprechender Formgebung an der Seite des inneren Zylinderumfanges, ohne Förderschnecke.
Fig. 7 stellt eine schlitzförmige Ausbildung der Entgasungsöffnungen dar.
Fig. 8 veranschaulicht eine Anordnung für das fortlaufende Öffnen und Schließen der Entgasungsöffnung, im Schema. in Fig. 9 ist eine andere Ausführungsform einer Druckmeßvorrichtung mit Kontakteinrichtung zur Steuerung bestimmter Arbeitsvorgänge dargestellt.
Die Schneckenstrangpresse weist einen Spritzzylinder 1 auf, in dem eine Förderschnecke 2 angeordnet und umlaufend angetrieben ist. Zu der Förderschnecke 2 führt eine Einfüllöffnung 3 für das Gut, das am vorderen Ende des Zylinders 1 durch die Bohrung 4 zu einer Düse gefördert wird. Der Zylinder 1 ist an geeigneten Stellen von Heizvorrichtungen 5 umgeben.
Der Zylinder 1 ist mit Drosselvorrichtungen 6 und 7 versehen. Die Drosselvorrichtung selbst weist ein ventilartiges Einsatzstück7auf, das in einem Außenteil 8 gelagert ist, in dem sich Bohrungen 9 für die Kühlung befinden können. Das Innenteil 7 ist durch eine Gewindespindel 10 in radialer Richtung des Zylinders 1 verstellbar. Die Gewindespindel weist am äußeren Ende eine Handhabe 11 mit einer Skaleneinteilung 12 auf. Das Außenteil 8 weist eine dem Zylinderraum zugekehrte Ausnehmung 13 auf, in die das Innenteil 7 verstellbar ist. Die Förderschnecke 2 erhält an der Drosselstelle 6 einen Stauwulst 14, dem sioh auf einem begrenzten Weg die Anordnung von mehreren Schneckengängen 16 auf dör. Pörderschnecke 2 anschließen können0 Zu der zweiten regelbaren Drosselstelle 7 gehört ein Ansatz 17 mit einer der Fördersohnecke zugekehrten Ausnehmung 18. Mit Jeder Drosselstelle kann ein Temperatufühler 19 verbunden sein, wie diesen bei dem Pormteil 17 der Drosselstelle 6 dargestellt ist.
Die Entgasungsstelle ist mit 20 bezeichnet. Bs handelt eich um mehrere Öffnungen 21, die sich in einem in dem Zylinder 1 eingesetzten Formteil 22 befinden. Jede Öffnung 21 ist durch ein Ventilteil 25 verschlie#bar. Das Öffnen und Verschließen erfolgt wech.el.eitig durch eine an sich bekannte Antriebevorriohtung. Bei der Ausführungsform der Fig. 7 und 8 sind Öffnungen 24 schlitzförmig gestaltet.
In diese Öffnungen greifen Teile 25, die mit einem um die Aohse 26 schwingbaren Hebel 27 verbunden sein können.
Der Antrieb für den Hebel 27 kann mittels eines angetriebenen Exzenters 28 erfolgen, der mit dem Hebel 27 durch eine Lasche 29 verbunden ist. Die Vorrichtung für das Öffnen und Schließen der Entgasungsöffnungen erfolgt unter einem nach außen vakuumdicht abgeschlossenen Verschluß 30.
Ein Abschlußhahn 31 befindet sich auf der entgegengesetzten Seite der Entgasungsöffnungen 21,24, um die Vakuumabsaugün überprüfen zu können. Es kann auch an der Leitung des Hebels 31 ein Vakuummeter angeschlossen sein. Vor den Drosselstellen und an weiteren Stellen zwischen diesen können Druckmeßgeräte 32, 33 und 34 vorgesehen sein. Diese Druckme#geräte können ebenfalls mit einem Temperaturmeßgerät kombiniert sein. Ferner kann das Druckmeßgerät an eine Kontaktleitung 35 für eine Signalgebung bei vier oder Unterschreitung -des Druckes angeschlossen sein. An Stelle des Druckme#gerätes kann auch eine in Fig. 9 dargestellte Ausführung 35 verwendet werden. Ein Fühler 36 steht unter der Wirkung einer Feder 37, wobei das freie Ende des Fühlers 36 mit einer Kontaktsteuerung 58 zusammenwirkt. In den Fig. 4 und 5 sind weitere Ausführungsformen der Drosseleinrichtungen veranschaulicht. Gemäß der Fig. 4 handelt es sich um einen festangeordneten Stopfen 39 mit. einer der Schnecke zugekehrten Ausnehmung 40, der in dem Gehäuse 41 untergebracht ist. Der 8topfen 39a der Fig. 5 ist in der Ausnehmung 40 mit mehreren halbkreisförmigen Führungsrillen 4? vergehen, die zur Unterteilung des Messeflusses an der Drosselstelle dienen.
Alle in dem Zylinder 1 eingesetzten Formteile sind an den der Pörderschnecke zugekehrten Flächen glatt, vorzugsweise gehärtet oder hartverchromt und poliert, s0 daß keine Masseteilchen haften bleiben können und immer wieder auf die Förderschnecke zurückfallen und weitertransportiert werden.
Die spritsfähige Nasse in Porm eines Granulates, Pulvers oder dgl. wird durch den Einfülltrichter 3 der Förderschnecke 2 zugeführt und von dort bis zu dem ersten Stauwulst 14 transportiert. Dort fließt die inzwischen durch Temperatur und Druck plastisch gewordene Masse als Schmelze über den Stauwulst 14 durch die Drosselstelle 6. Die Einstellung der Durchflußmenge und damit des Rückdruckes erfolgt mittels der Gewindespindel 11, wobei an der Skaleneinteilung die Höherstellung und gegebenenfalls die Durchflußwerte abgelesen werden können. Das Drosselventil ist so ausgebildet, das bei geschlossenem ventil, d. h. bei unten stehendem Innenteil seitlich noch geringe Durchflußöffnungen verbleiben, damit eine geringe Menge Schmelze zur Vermeidung von Druckübherlastungen durchgelaisen werden kann. Die hochkomprimierte Schmelze erfährt nach der Drosselstelle eine plötzliche Druckentlastung und wird durch den mehrere Schneckengänge 16 aufweisenden Schnockenteil aufgeschnitten. Da: höher temperiert und komprimierte Einschlüsse in der Schmelze, wie Feuchtigkeit und dgl. bei Druckentlastung eine gasförmige Umwandlung mit großer Volumenausdehnung erfahren, während z. B. die thermoplastischen Nassen wenig kompressibel sind, efolgt eine Trennung der Gasphase von der Festphase. Durch eine.
Vakuumabsaugung niedriger Torrzahl steigt die gasförmige Volueenauadehnung um ein Vielfaches. Die Schmelz. wird hinter der Drosselstelle, die vorteilhaft unter Vakuum gehalten wird, durch eine drucklose Zone mit Entgasungsöffnungen gefördert. Durch das laufend. Öffnen und Schließen der Schlitze wird die austretende Schmelze stets wieder zurückgedrückt. Auf diese Weise lassen sich die Absaugöffnungen frei halten. Nach der Entgasungszone wird die Schmelze neu komprimiert und zur zweiten Drosselstelle 7 befördert und unter hohem Druck verdichtet. Die Regelung des Mengendurchflusses und damit des Druckaufbaues erfolgt durch eine axiale Verstellung der Schnecke bzw. der Stauwulste. Die nach der weiteren Drosselstelle weiterfließende Schmelze wird einem Spritzerkzeug zur Endformgebung zugeführt.
Man kann auch mehr als zwei Drosselstellen auf der Länge des Zylinders anordnen, um eine wiederholte Materialmischung bzw. Umwälzung zu erreichen, Der Druckaufbau für die Drosselstellen ist durch die axiale Verschiebung der Förderschneoke regulierbar, Die hydraulische Axialfixierung erfolgt in der Weise, daß am Ende der Förderschnecke ein unter hydraulischem Druck stehender Kolben 43 angeordnet list, der in dem Zylinderraum 44 gleitet, wobei der Zylinder zugleich als Endflanschstück 45 ausgebildet sein kann. Die hydraulische Flüssigkeit wird durch die Leitung 46 zugeführt.
Zwischen dem Kolben 43 und einem Flansch 47 der Förderschnecke, die zugleich als Antriebsrad für die Rotation der Förderschneoke ausgebildet sein kann, befindet sich ein Wälzlager 48. In dem Kolben 43 ist ein weiterer Kolben 49 vorgesehen, der mit dem Kolben 49 durch Gewindeeingriff 50 in Verbindung stehen kann. Der Kolben 49 ragt am freien Ende nach außen und kann durch eine Handhabe 51, die mit dem Kolbenende druckfest verbunden ist, gedreht werden. Zum Arbeitsbeginn erfolgt die Dr'oiselspalteinstellung an den Stauwulsten 14 hydraulisch. Nach Nach Einlaufen der Vorrichtung wird der Rückstellkolben 49 bis zum Anschlag an den festen Körper 45 zurückgedreht.
Die Schnecken-Cückdruckkraft wird oben von der festen Anschlagsfläche des Teiles 45 und nicht mehr von dem in dem Raum 52 befindlichen Flüssigkeitskissen aufgenommen. Für die gesamte Axial-Rückdruokkraft ergibt sich somit eine feste Lage für die Pördersohnecke, so daß eine empfindliche Binstellung des Drosselspaltes an den Stauwulsten durchgeführt werden kann.
An ein und demselben Zylinder können mehrere Drosselstellen 6 und/oder 7 angeordnet werden, um eine wiederholte Materialmischung bzw. Umwälzung zu erhalten. Der Druckaufbau für diese Drosselstellen erfolgt vorteilhaft durch die axiale Verschiebung der Förderschnecke. Anstelle der Ei,nsatzformteile können die gleichen Formgebungen bzw.
Ausnehmungen für die Drosselstellen unmittelbar in dem Zylinderumfang eingefräst bzw. eingeschliffen werden.
Die vorstehend genannten Einrichtungen können auch auf Schneckenstrangpressen mit mehreren Fördersohneoken Verwendung finden. Ferner kann die Schnecke als Kolben in dem Zylinder auf einem langen Hub verschiebbar angeordnet sein, so daß die Vorrichtung als Plastifizieraggregat für Spritzgu#maschinen benutzt werden kann.

Claims

A n s p r ü c h e 1. Schneckenstrangpresse für spritzfähige Massen, z.B. thermoplastische Kunststoffe, Gummi und dgl., mit einer oder mehreren Drosselstellen und Entgasungsöffnungen, wobei die Förderschnecke vor den Drosselstellen einen Stauwulst aufweist und durch Axialverschiebung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselstelle (6,7) örtliche Einsatzstücke mit der Schnecke zugekehrten Ausnehmungen (18) vorgesehen sind, die mit an der Förderschnecke angeordneten Mitteln (16) zum Aufschneiden des Massestranges zusammenwirken und daß die Entgasungsatelle (20) mindestens zwei Öffnungen (21), (24) aufweiset, die wechselseitig öffen- und schlie#-bar sind.
2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück radial verstellbar und von außen bedienbar ist und einen Außenteil (8) mit Kühlbohrungen (9) und einen mittels Skala (12) und Gewindespindel (10), (11) verstellbaren Innenteil (7) aufweist.
3e Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (7) mit einer muldenförmigen Bodenfläche von zur Zylinderinnenwand konzentrischer Formgerbung versehen ist.
4. Presse nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche des Innenteils (7) mit Führungsrillen (42) zur Unterteilung des Masseflusses versehen ist.
5. Presse nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke anschließend an den Stauwulst (14) mit einem Teilstück (16) mit einer Mehrzahl von weiteren Schneckenßtegen versehen ist.
60 Presse nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungsöffnungen (21) Bohrungen sind, die durch Stempel (23) verschließbar sind.
7. Presse nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungsöffnungen als Schlitze (24) ausgebildet sind, die durch schieberartige Teile (25) verschließbar sind.
8, Presse nach den Ansprüchen 1,6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Steuermittel zur Bewegung der Verschlußteile (23,25) für die Entgasungsöffnungon innerhalb eines vakuumdicht abgeschlossenen Gehäuses (30) mit Absaugstutzen an der Rückseite angeordnet sind.
9. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel für das Verschließen der Entgasungeöffnungen aus einem Gestänge (27), (29) mit einem Kurbel-bzw. Exzenterantrieb (28) bestehen.
10. Presse nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Förderschneckenausgang eine weitere regelbare Drosselstelle (7) mit Stauwulst angeordnet ist.
11. Presse nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Förderschnecke aufnehmenden Zylinder mehr als zwei Drosselstellen mit zugehörigen Stauwulsten und Entgasungsvorrichtungen vorgesehen sind.
12. Presse nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß außer der hydraulisch wirkenden Vorrichtung zur Axialverschiebung der Förderschnecke eine mechanisch wirkende Verstellvorrichtung (49, 50, 51) zur Aufnahme der Axialrückdruckkraft vorgesehen ist.
13. Presse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in einem hydraulisch betätigten Kolben (43) ein weiterer Kolben (49) angeordnet ist, der mit einem Bund gegen ein ortsfestes Gehäuseteil zur Anlage gebracht werden kann und daß die weiteren Kolben mittels Gewinde (50) mit dem Hydraulikkolben (43) in Verbindung steht und von außen durch eine Handhabe (51) betätigbar ist.
14. Presse nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der Drosselstelle ein unverschiebbares Einsatzstück (39) vorgesehen ist, das an der der Schnecke zugekehrten Fläche eine Ausnehmung vorbestimmter Größe für einen konstant bleibenden Massedurchfluß aufweist.
15. Presse nach einem der Ansprüche 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgasungsvorrichtung ein Druckmesser (33) mit Kontakteinrichtungen zur Steuerung bestimmter Arbeitsvorgkn4 insbesondere der Axial-Verschiebung der Förderschnecke zugeordnet ist.
16. Presse nach einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle und/oder die Druckmeßstellen mit Thermofühlern zur Temperaturmessung versehen sind.
17. Presse nach einem der Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (2) als Kolben in dem Zyl. (1) auf einem langen Hub als Plastifizieraggregat für Spritzmaschinen verschiebbar angeordnet ist.