DE1729364A1

DE1729364A1 - Extruderschnecke

Info

Publication number: DE1729364A1
Application number: DE1967T0034706
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl-Phys Koch
Original assignee: Paul Troester MaschinenfabriK
Current assignee: Paul Troester MaschinenfabriK
Priority date: 1967-09-01
Filing date: 1967-09-01
Publication date: 1971-06-09
Also published as: DE1729364B2; DE1729364C3

Description

E x t r u d e r s c h n e c k e Die Erfindung betrifft eine Extruderschnecke für einen Einschnekkenextruder, der Thermoplaste verarbeitet, wie z. B. polymere Kunststoffe sowie natürlichen oder synthetischen Kautschuk, und zwar eine solche Extruderschnecke, die drei aufeinander folgende Zonen aufweist, nämlich eine Beschikungszone, eine daran anschließende Umwandlungszone und eine daran anschließende sogenannte Pump-oder Ausstoßzone. Diese Ausstoßzone baut denjenigen Druck auf, der notwendigist, um das in dem Extruder aufbereitete Material durch das anschließende Extrudierwerkzeug herauszudrücken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese drei 3bnen der Schnecke derart zu gestalten, daß der Extruder ein Extrudat mit isotropen Eigenschaften liefert, welches die dem Thermoplasten zugefUgten Farbpigmente, Stabilisatoren, Weichmacher, Schäummittel etc. homogen verteilt enthAlt Der Extruder weist bekanntlich einen EinfUlltrichter auf* Darunter ist die Beschickungszone der Extruderschnecke angeordnet. In den Tricher wird der zu verarbeitende Thermoplast eingefillt. Die Extruderschneeke fdrdert mit ihrer Beschickungszone das eingefüllte Material in die Umwandlungszone. Darin wird das zu verarbeitende Material plastifiziert.
Extruderschnecken fUr Einschneckenextruder. sind bekarmt, die als Umwandlungszone zwischen der Beschickungs-und der Ausstoßzone eine mehrgängig geschnittene Misch-und Homogenisierungszone aufweisen, wobei Jeder Schneckengang in der Misch-und Homogenisierungszone steiler ist als der Sohneckengang in der angrenzenden Beschickungs-bzw. Ausstoßzone.
Die Bestandteile des in der Umwandlungszone plastifizierten Materials werderi durch die Umdrehungen der Sohnecke aus der Umwandlungszone in die Aussto#zone und aus (lieser Zone in das Ausformungswerkstück gedrückt. Dabei werden diese Bestandteile in der Besohickungszone durch die Umdrehung der Schnecke umgewälzt und gemischt. Aber diese Mischung ist unzureichend, denn das extrudierte Gemisch, nämlich das Extrudat, weist nicht die erwünschten homogenen Eigenschaften eines isotropen Körpers auf, deY. in allen drei Richtungen gleiche physikalische Eigenschaften hat.
Die Aufgabe der Erfindung, die eingangs erwähnten drei Zonen der Extruderschnecke derart zu gestalten, da# der Extruder ein Extrudat mit isotropen Eigenschaften liefert, ist in folgender Weise gelöst : Die in der Förderriohtung auf den Einzugsabschnitt, also auf die Beschickungszone B folgende Umwandlungszone U der Extruderschnekke weist zwei Abschnitte auf, nämlich einen Kompressionsabschnitt U'', der weiterhin als Umwandlungsabschnitt Ut bezdchnet ist, und daran in Förderrichtung anschließend einen Misch-und Homogenisierungsabschnitt M, der mehrgängig geschnitten ist. Dabei ist jeder Schneckengang dieses Misch- und Homogenisierungsabschnitts steiler als die Schneckengäge in dem angrenzenden Umwandlungsabschnitt und in der angrenzenden AusstoBzone P. Außerdem ist in jeder Vertiefung zwischen je zwei benachbarten Schnekkengängen 1t und 1"dieses Misch-und Homogenisierungszonenabsohnitts ein die Vertiefung querender, im wesentlichen achsparalleler Steg 2 mit keilfdrmigem Querschnitt angeordnet ; dessen Scheitel ist mindestens um 0, 1 mm kleiner als der Scheitel des Schneckengangs, bei einer Extrudersohnecke zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen, und bei einer Extruderschnekke zur Verarbeitung von Kautschuk mindestens 0, 5 mm.
Jeder Steg ist mit seinem in Förderrichtung der Schnecke liegenden vorderen Ende an der in Drehrichtung vorderen Flanke des einen Schneckengages und mit seinem hinteren Ende an der hinteren Flanke des anderen Schneckenganges verbunden. Jeder Schneckengang (1', 1") weist in radialer Richtung eine größere Höhe (R) als der Steg (r) mit dem keilförmigen querschnitt auf.
Dieser im wesentlichen achsparallele Steg mit dem keilförigen Querschnitt macht erfindungsgemäß aus Jeder Vertiefung zwischen den t) enaohbarten Schneckengängen eine Misch-und Homogenisierungszone. Durch den keilförmigen Steg, der Jede Vertiefung @wischen den Schneckengängen quert, werden die Bestandteile des Thermoplasten in dieser Misch-und Homogenisierungszone homogen durchmischt. Denn der jeden Schneckengang querende keilförmige Steg hat jede Vertiefung in den benachbarten Schneckengängen in zwei Keilspaltenabschnitte umgewandelt. Sie mischen das darin befindliche Material bei einer Extruderpresse homogen, Das völlig homogen durchmischte Material tritt aus der Misch-und Homogenisierungszone M in die Ausstoßzone P ein. Infolge der homogemn Eigenschaften des zu extrudierenden Materials kann die Schnecke in der Ausstoßzone tiefer als in der Umwandlungszone U geschnitten sein, weil das homogenisierte Material nur kurz zu verweilen braucht* Die größere Vertiefung in dieser Ausstoßzone vermeidet das Entstehen unerwUnschter Friktionswärme besser als bisher. Die Misch-und Homogenisierungszone M ist 2 bis 3 D lang, wobei D den Schneckendurchmesser bezeichnet. Diese Zone folgt auf den Umwandlungsabschnitt Ut, der hinter der Beschickungszone B angeordnet ist. Die Lange des Umwandlungsabschnitts Ul und der Beschickungszone B beträgt 0, 5 bis-, 6 der gesamten Schneckenlänge.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung. Es zeigt beispielsweise : Fig. 1 die Ansicht einer erfindungsgemäBen Extruderschnecke zur Verarbeitung von Kunststoffen, Fig. 2 die Ansicht einer Extrudersohnecke zur Verarbeitung von Kautschukmischungen, Fig 3 die seitliche Ansicht der Misch-und Homogenisierungszone, Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Zig. 3.
An die Beschickungszone B schlieBt die Umwandlungszone U und daran die Ausstoßzone P an. Die Umwandlungszone enthält den Umwandlungsabsc-hnitt Ut, sowie den daran anschlieBenden Abschnitt der Misch-und Homogenisierungszone M. Die Ausstoßzone ist mit P bezeichnet. In der erfindungsgemäßen Misch-und Homogenisierungszone sind die benachbarten F8rderstege 1t und 1"durch das im wesentlichen achsparallele keilförmige Profil 2 miteinander verbunden. Das keilförmige Profil 2 quert dabei den Schneckengang. Das rechte Ende des keilfdrmigen Profils 2 ist mit der linken Flanke des Schneckengangs und das linke Ende des keilfUrmigen Profils ist mit der rechten Flanke des Schneckengangs verbunden. Die Scheitelhöhe r des keilförmigen Profils 2 ist, wie Fig. 4 zeigt, etwas niedriger als die Scheitelhöhe R des Förderstegs der Schneake.

Claims

Patentansprüche : 1. Extruderschnecke fUr Einschneckenextruder, die eine mehrgängig geschnittene Misch-und Homogenisierungszone zwischen einer Beschickungs-und einer Ausstoßzone aufweist, wobei jeder Schenckengang in der Misch-und Homogenisierungszone steiler ist als die Schneckengänge in den angrenzenden Beschickungs-und Aussto#zonen, dadurch gekennzeichnet, da# zwischen der Beschickungszone (B) und der Ausstoßzone (P) aine Umwandlungszone (U) bestehend aus einem Umwandlungsabschnitt (Ul) und einem in der Förderrichtung daran anschließenden, mehrgängigen Misch-und HomogeniJerungsabschnitt (M) angeordnet ist, der in jeder Vertiefung zwischen je zwei benachbarten Schneakengängen (1t und 1") einen die Vertiefung querenden, im wesentlichen aahsparallelen Steg (2) mit keilförmigem Querschnitt aufweist, dessen Scheitel mindestens um 0, 1 mm kleiner als der Scheitel des Schneckenganges (1' bzw. 1") ist und daß jeder Steg (2) mit seinem in der Fdrderrichtung der Schnecke liegenden vorderen Ende an der in Drehrichtung vorderen Flanke des einen Schneckenganges (1t) und mit seinem hinteren Ende an der hinteren Flanke des anderen Schneckenganges (1") verbunden ist.
2. Förderschnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da# der Misch- und Homogenisierungsabsohnitt (M) eine Länge von L = 2 ... 3 D aufweist, wobei D den Schneakendurchmesser bedeutet und da# dieser Abschnitt einer Einzugszonenlänge (B + Ut) von 0, 5 ... 0,6 der Gesamtlänge der Schnecke nachgeordnet ist.
3. Extruderschnecke nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, da# die Schnecke zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen dient.
4. Extrudersohneake naah Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzalchnet, da# die keilapaltbildenden Profile (2) mit der Zylinderinnenoberfläche zur Verarbeitung von Natur-und Synthesekautschuk Spaltweiten von mindestens 0, 5 mm bilden.

5* Extrudersohnooke naoh Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daB die auf den Misch-und Homogenisierungsabsohnitt (M) folgendem Ausato8zone (P) der Sehneoke tiefer als in der Misohzone geschnitten ist,