DE4114265A1 - Walzenextruder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Walzenextruder mit zwei zueinander parallelen, gegensinnig angetriebenen Walzen, die einen Walzenspalt miteinander bilden, ferner mit einem Gehäuse, das die beiden Walzen umgibt und mit den Mantel­ flächen einer jeden Walze einen sich über die Walzenlänge erstreckenden keilförmigen Einzugspalt bildet, der sich jeweils bis zum Walzenspalt hin erstreckt, und mit einem Auslaufkanal zum Abführen der Kunststoffschmelze.

Walzenextruder dieser Art werden im allgemeinen mit Kunst­ stoffgranulat bzw. mit Kunststofflocken beschickt. In den genannten Einzugspalten gelangt dieses Gut unter mehr oder minder hohen Druck, sowie gleichzeitig unter Reibung, so daß ein Aufschmelzen erfolgt. Dabei durchläuft das Gut zunächst eine Kompressionszone, auf die eine Metering-Zone folgt. Am Ende der Metering-Zone befindet sich der genannte Walzenspalt, von welchem der aufgeschmolzene Kunststoff durch einen Kanal aus dem Extruder austritt.

An solche Walzenextruder werden verschiedene technologische Anforderungen gestellt. So soll sich das Aufschmelzever­ hältnis in optimaler Weise gestalten lassen. Die Temperatur soll sich in gewissen Grenzen halten, um eine Schädigung des Kunststoffes zu vermeiden. Die Energieumsetzung soll möglichst wirtschaftlich sein, d. h. der gesamte Prozeß soll mit möglichst wenig Energie auskommen. Bei der Aufarbeitung von Abfällen, die häufig stark verschmutzt sind, ist der Einsatz von Reinigungssieben erforderlich. Diese verlangen einen entsprechenden Förderdruck. Ein solcher ist mit her­ kömmlichen Systemen nicht möglich.

Bei den bisher bekannten Walzenextrudern muß das Gut auch in bestimmter Weise dosiert werden. Dabei ist die aufgegebene Menge geringer als der Extruder an sich aufschmelzen könnte, so daß dessen Kapazität nicht voll und ganz benutzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Walzenextruder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß ein optimales Aufschmelzergebnis erzielt wird. Insbesondere soll der Einzug des Gutes ein kontinuierlicher sein. Das Aufschmelzergebnis soll genau definierbar sein, so daß die Kunststoffmasse mit möglichst genau definierten Eigenschaften den Extruder verläßt. Schließlich soll die Einrichtung mit möglichst geringem maschinellen Aufwand herstellbar sein, und damit auch die Kosten des Endproduktes niedrig sein. Außerdem soll ein Förderdruck erzeugt werden, so daß bei Verwendung von Abfällen auch Siebe einsetzbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Durch einen solchen Extruder lassen sich die folgenden Vorteile erzielen:

• - Der Hauptvorteil des Walzenextruders an sich, nämlich der Vorteil der großen Öffnung im Einzugbereich bleibt voll und ganz erhalten. In gewisser Weise wird dieser Vorteil noch verstärkt, da das aufzuschmelzende Gut (Granulat, Flocken oder dergleichen) auf der gesamten Mantelfläche der Walzen aufgrund der Profilstruktur in einer gewissen "Unruhe" (Aufwirbelung) gehalten und dadurch in Richtung des Einzugs orientiert wird.
• - Der Einzug und damit auch der Ausstoß ist ein kontinuierlicher - im Gegensatz zu Walzen mit glatten Mantelflächen.
• - Das Aufschmelzergebnis läßt sich durch entsprechende Profilwahl genau definieren, und zwar mittels der Faktoren Rippenhöhe bzw. Rillentiefe, Länge der Kompressionszone, Länge der Metering-Zone, selbst­ verständlich auch mittels der Temperaturen der Walzen bzw. der Walzenmäntel.
• - Aufgrund des Ineinandergreifens der Erhöhungen und Vertiefungen, z. B. der Rillen und der Rippen, wird eine Zwangsentleerung erzielt. Dabei tritt die Kunststoffmasse nur in Gegenrichtung zur Laufrichtung der Walzen in die dafür vorgesehenen Öffnungs­ bohrungen, da eine Abdichtung durch das Ineinander­ greifen der Erhöhungen und Vertiefungen der Walzen sowie durch die Engstellen der Metering-Zonen gegeben ist.
• - Die Kunststoffschmelze bewirkt eine Eigenschmierung.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist ein Walzenextruder in perspektivischer Darstellung schematisch wiedergegeben. Man erkennt dabei zwei Walzen 1, 2, die parallel zueinander angeordnet sind. Beide Walzen sind auf ihren Mantelflächen sowohl mit Rippen als auch mit Rillen versehen. Dabei ist die Anordnung derart getroffen, daß jede Rippe der einen Walze beim Umlauf jeweils in eine Rille der anderen Walze eingreift, unter Belassen eines geringen, gegebenenfalls verstellbaren Restspaltes. Beide Walzen sind von einem Gehäuse 3 umgeben. Dabei bildet die Mantelfläche einer jeden Walze zusammen mit dem Gehäuse einen keilförmigen Einzugspalt 5, 6. Der einzelne Einzugspalt geht zunächst über in eine Kompressionszone 7, 8, die sich im vorliegenden Falle im wesentlichen über den zweiten unteren Quadranten hinweg erstreckt, gefolgt von einer Metering-Zone 9, 10, die sich im wesentlichen über den ersten, aufsteigenden Quadranten hinweg erstreckt, und zwar bis zum Walzenspalt, in welchem das genannte Ineinander­ greifen einer Rippe in eine Rille stattfindet. An den Walzenspalt, in welchem sich die beiden Metering-Zonen 9, 10 treffen, schließt sich ein Auslaufkanal 11 an. Durch diesen erfolgt eine Zwangsentleerung des aufgeschmolzenen Kunst­ stoffes unter Beibehaltung eines Restschmelzefilms.

Claims (6)

1. Walzenextruder mit zwei zueinander parallelen, gegensinnig angetriebenen Walzen, die einen Walzenspalt miteinander bilden, ferner mit einem Gehäuse, das die beiden Walzen umgibt und mit den Mantelflächen einer jeden Walze einen sich über die Walzenlänge erstreckenden keilförmigen Einzugspalt bildet, der sich jeweils bis zum Walzenspalt hin erstreckt, und mit einem Auslaufkanal zum Abführen der Kunststoffschmelze, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelflächen der Walze derart profiliert sind, daß Erhöhungen der einen Walzen in Vertiefungen der anderen Walze eingreifen.

2. Walzenextruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenmäntel Rippen und Rillen aufweisen, die gegen die Umfangsrichtung geneigt sind, d. h. eine Art Schrägverzahnung bilden.

3. Walzenextruder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen und Rillen in Achsrichtung verlaufen.

4. Walzenextruder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen und Rillen spiralig verlaufen.

5. Walzenextruder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaufkanal - in einem achs­ senkrechten Querschnitt gesehen - auf derjenigen Seite des Walzenspaltes beginnt, auf der sich die Einzugspalte treffen.

6. Walzenextruder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite des Walzenspaltes verstell­ bar ist.