DE2543328B2

DE2543328B2 - Vorrichtung zum extrudieren von thermoplastischen kunststoffen und elastomeren

Info

Publication number: DE2543328B2
Application number: DE19752543328
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Phys 3011 Gleidingen Koch
Original assignee: Paul Troester Maschinenfabrik, 3000 Hannover
Priority date: 1975-09-29
Filing date: 1975-09-29
Publication date: 1978-01-12
Also published as: IT1072445B; US4063718A; SE7610435L; FR2325493A1; GB1567026A; CH613150A5; DD126909A5; JPS5242554A; DE2543328A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrudieren von thermoplastischen Kunststoffen und Elastomeren, bestehend aus zwei Schneckenextrudern, bei denen die Ausstoßstelle an der dem Antrieb abgewandten Seite angeordnet ist, von denen der erste den zweiten speist, von denen der nachgeschaltete, zweite Extruder im Eingangsbereich eine Entgasungsvorrichtung aufweist und mechanisch fest mit dem ersten, vorgeschalteten Extruder verbunden ist und bei denen die Einspeistungsstelle in den zweiten Extruder in einem mittleren Bereich dieses Extruders angeordnet ist

Eine derartige Vorrichtung ist aus der CH-PS 33 283 bekannt Derartige Vorrichtungen zum Extrudieren von Kunststoffen werden dort eingesetzt, wo die Anforderungen an eine bestimmte Verweilzeit des zu extrudierenden Materials in der Extrusionsvorrichtung und an eine gute Entgasung in einem einzigen Schneckenextruder nicht ausreicht. Die beiden Schnekkenextruder werden hierbei in L-Form aufgestellt. Der nachgeschaltete zweite Extruder weist im Eingangsbereich eine Entgasungsvorrichtung auf und ist mechanisch fest mit dem ersten, vorgeschalteten Extruder verbunden. Die Einspeisungsstelle in dem zweiten Extruder ist in einem mittleren Bereich des Extruders angeordnet Da der zweite Extruder eine durchgehend in Extrusionsrichtung wirkende Schnecke aufweist, befindet sich auch in dem Bereich zwischen der Einspeisstelle des zweiten Extruders und seinem Antrieb ein in Extrusionsrichtung wirkendes Schnek kenstück. Dieses fördert Material, welches beim Entgasen aus dem großen Materialstrom, z. B. durch Aufplatzen von Luftblasen im Materialstrom, aus diesem herausgeschleudert wird, auch in Extrusionsrichlung und somit wieder in den Materialstrom hinein.

Entsprechende rechtwinklige Anordnungen für drei Extruder sind ebenfalls bekannt. Obwohl sich in dieser Fxtruderanordnung das zu extrudierende Material in bestimmten Verweilzeiten halten läßt und obwohl zu

IU Beginn des Extrudierens ein ganz hervorragend homogenisiertes Material die Extruderanordnung verläßt, werden im Laufe der Arbeitszeit Verschlechterungen festgestellt Und zwar enthält das extrudierte Material kleine Materialstücke, die eine sehr viel längere Verweilzeit im Extruder hatten, so daß diese Materialstücke die Homogenität des Extrudates stören. Neben diesen, in L-Form aufgestellten Extruderanordnungen gibt es auch Anordnungen mit parallel angeordneten Schneckenextrudern. Eine derartige Anordnung ist aus dem DT-GM 72 36 396 bekanntgeworden. Die dort verwendeten Schnecken weisen zwischen dem Ausgangsbereich der ersten Schnecke und ihrer hinter dem Ausgang angeordneten Lagerungsstelle ein entgegegengesetzt geschnittenes, eben- falls in den Ausgang förderndes Schneckengewinde geringer Gangtiefe auf, durch welches verhindert wird,

■ daß von der Schnecke gefördertes Material am Ausgang vorbeiläuft und bis zum Lager gelangt. Auf die

Evakuierung oder die Homogenität des Materials haben

diese gegenfördernden Schneckenstege keinen Einfluß und keine Wirkung.

Beim Evakuieren eines Materialstromes im Extruder treten Materialverluste auf, da ein Teil des Materials mit in dem Material eingeschlossenen Gas abgesaugt wird und somit verlorengeht. Die DT-AS 17 29 395 vermeidet diesen Nachteil durch die Anwendung von sehr dichten Sieben oder Sieben aus Sintermetallplatten, die sich jedoch nur dort anwenden lassen, wo das Material noch in fester oder allenfalls sehr hoch viskoser Form

4u befindlich ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die kleinen eingangs erwähnten Materialstücke mit einer hohen Verweilzeit Partikeln sind, welche an der Entgasungsslelle aus dem Materialstrom herausgerissen worden sind und z. B. durch das Aufplatzen von Gasblasen im zu extrudierenden Material dadurch entstehen, daß beim Aufplatzen Materialstücke mit dem aus der Blase austretenden Gas mitgerissen werden. Diese Partikeln setzen sich im Entgasungsbereich an vom Materialstrom nicht berührte Teile der Schnecke, die prinzipiell im Entgasungsbereich nicht vollständig gefüllt ist. Diese Materialteile können dann hier, wenn sie durch das Vakuum an der Entgasungsstelle in Richtung zum Vakuumanschluß mitgerissen werden, an der Schnecke lange Zeit verweilen, ohne irgendwie von der Schnecke gefördert zu werden. Denn in diesem Bereich zwischen der Entgasungsstelle und dem Vakuumanschluß befindet sich ein Schneckenteil, welcher vom Materialfluß nicht erreicht wird, da dieser direkt an der Einspeisungsstelle von der Schnecke in Extrusionsrichtung mitgenommen wird. In den Bereich zwischen Einspeisungsstelle und Vakuumanschluß oder dem Antrieb an die Schnecke gelangendes Material verbleibt dort so lange, bis die Menge des hierin

b5 gelangten Materials so groß geworden ist, daß eine Berührung mit der Zylinderinnenwandung stattfindet, so daß es von der Relativbewegung zwischen der Zylinderwand und der Schnecke erfaßt und dann von

der Schnecke gefördert wird. Es dauert aber lange, bis so viel Material an diese Schneckenteile gelangt ist, daß eine Förderung dieses Materials erfolgen kann. Da die Zeitspanne zwischen dem Anwandern und zwischen dem Wegfördern des Materials groß ist. hat das angewanderte Material eine lange Verweilzeit an der Schnecke. Während dieser Zeit erleidet das Material unter den Temperaturen an dieser Stelle Veränderunger, die es inhomogen gegenüber dem Materialfluß werden lassen. Werden diese Materialanteile ηϊκ während ihrer Verweilzeit veränderten Materialeigenschaften in den; Materialfluß gefördert, so läßt sich kein homogenes Extrudat mehr erzielen.

Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diejenigen Malerialteile, die an der Entgasungsstelle durch die Evakuierung dem Materialfluß entzogen werden und längere Zeit im Extruder verweilen können, ohne von dem Materialfluß mitgenommen zu werden, nicht mehr in den Materialfluß gelangen zu lassen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen der Einspeisungsstelle und dem Antrieb an das in Extrusionsrichtung wirkende Schnekkenstück des nachgeschalteten, zweiten Schneckenextruders ein in Gegenrichtung geschnittenes Schneckenstiick angeordnet ist und daß im Bereich des in Gegenrichtung geschnittenen Schneckenstückes ein Auslaß für bei der Entgasung aus dem Materialstrom herausgerissenes Material vorgesehen ist.

Auf diese Weise wird erreicht, daß Material, welches aus dem Materialstrom während der Evakuierung herausgerissen wird und längere Zeit an Teilen der Schnecke verweilen kann, die nicht vom Materialstrom berührt werden, durch einen gesonderten Ausgang aus dem Extruder herausgefördert wird. Dieses Material kann somit nicht mehr Inhomogenitäten im Materialstrom hervorrufen.

Zweckmäßig ist es, wenn zwischen dem entgegen der Extrusionsrichtung fördernden Schneckenstück und dem Antrieb des nachgeschalteten Schneckenextruders ein weiteres, zum Auslaß für mitgerissenes Material führendes, in Extrusionsrichtung förderndes Schneckenstück vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme wird das Material, welche aus dem Materialstrom herausgerissen wird und längere Zeit im Extruder ungefördert verweilen kann, sicherer in den Sonderauslaß für dieses Material hineingefördert.

Um dieses Material aus dem gesonderten Auslaß aufzufangen, ist es zweckmäßig, wenn der Auslaß für mitgerissenes Material an einem an eine Vakuumanlage angeschlossenen Behälter angebaut ist.

Das Wesen der Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Ansicht von oben — teilweise geschnitten — die Vorrichtung zum Extrudieren.

An den Schneckenextruder 1 ist in L-Form ein Schneckenextruder 2 fest angebaut. Jeder Extruder hat

einen eigenen Antrieb 3. Das zu extrudierende Material wird in unbearbeiteter Form in den Einzugstrichter 4 des ersten Schneckenextruders 1 eingeführt. In Inneren des Schneckenextruders 1 wird dieses Material durch die Bewegung der Schnecke bearbeitet. Es verläßt den

ίο Schneckenextruder 1 an der Verbindungsstelle 5, an der dieser erste Extruder an die Einspeisungsstelle 6 des zweiten Schneckenextruders 2 fest angebaut ist. Diese Einspeisungsstelle 6 befindet sich im Abstand A vom Antrieb 3. In diesem Bereich ist die Extruderschnecke in besonderer Weise ausgebildet. An den in Extrusionsrichtung zum Ausgang 8 aus dem zweiten Schneckenextruder 2 führenden Schneckenstück 7 schließt sich in Richtung zum Antrieb 3 ein Schneckenstück 9 an, welches in Gegenrichtung zum Schneckenstück 7

geschnitten ist und somit Material entgegen der Extrusionsrichtung fördert. Dieses Schneckenstück 9 erstreckt sich bis zum Auslaß 10 für von der Entgasungsvorrichtung mitgerissenes Material. An diesen Auslaß 10 ist der Behälter 11 angeschlossen, in welchen das von der Entgasung mitgerissene Material von dem Schneckenstück 9 gefördert wird. An diesen Behälter 11 ist die Vakuumanlage angeschlossen, so daß der Auslaß 10 gleichzeitig den Anschluß der Vakuumanlage an den Schneckenextruder 2 bildet. Zwischen dem

Auslaß 10 und dem Antrieb 3 ist noch ein in Extrusionsrichtung geschnittenes Schneckenstück 12 vorgesehen, damit auch hier an die Schnecke angewandertes oder angeflogenes Material in den Behälter 11 gefördert wird.

Damit alles Material, welches aus dem Schneckenextruder 1 in den Schneckenextruder 2 gefördert wird, auch vom Schneckenstück 7 ergriffen wird und zum Ausgang 8 des Schneckenextruders 2 gefördert wird, erstreckt sich das in Extrusionsrichtung geschnittene Schneckenstück 7 über den gesamten Bereich der Einspeisungsstelle 6 und noch ein Stück in Richtung auf den Antrieb 3, wie man aus der geschnittenen Stelle der Zeichnung ersehen kann. Erst dann schließt sich an das in Extrusionsrichtung geschnittene Schneckenstück 7 das in Gegenrichtung geschnittene Schneckenstück 9 an. Der Abstand B zwischen der Einspeisungsstelle 6 und der Berührungsstelle zwischen den Schneckenstükken 7 und 9 ist klein.

Damit die Schnecke im zweiten Extruder an der Entgasungsstelle immer teilgefüllt bleibt, wird hier in diesem Bereich des Überganges des Materials von dem ersten Extruder in den zweiten Extruder die Extruderschnecke des zweiten Schneckenextruders tiefer als in ihren übrigen Teilen geschnitten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Extrudieren von thermoplastischen Kunststoffen und Elastomeren, bestehend aus zwei Schneckenextrudern, bei denen die Ausstoßstelle an der dem Antrieb abgewandten Seite angeordnet ist, von denen der erste den zweiten speist, von denen der nachgeschaltete, zweite Extruder im Eingangsbereich eine Entgasungsvorrichtung aufweist und mechanisch fest mit dem ersten, vorgeschalteten Extruder verbunden ist und bei denen die Einspeisungsstelle in den zweiten Extruder in einem mittleren Bereich dieses Extruders angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Einspeisungsstelle (6) und dem Antriebs (3) an das in Extrusionsrichtung wirkende Schneckenstück (7) des nachgeschalteten, zweiten Schneckenextruder ein in Gegenrichtung geschnittenes Schneckenstück (9) angeordnet ist und daß im Bereich des in Gegenrichtung geschnittenen Schneckenstückes (9) ein Auslaß (10) für bei der Entgasung aus dem Materialstrom herausgerissenes Material vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem entgegen der Extrusionsrichtung fördernden Schneckenstück (9) und dem Antrieb (3) des nachgeschalteten, zweiten Schneckenextruders ein weiteres, zum Auslaß (10) für mitgerissenes Material führendes, in Extrusionsrichtung förderndes Schneckenstück (12) vorgesehen isL

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (10) für mitgerissenes Material an einen an einer Vakuumanlage angeschlossenen Behälter (11) angebaut ist