CH365217A

CH365217A - Einschneckenextruder für thermoplastische Kunststoffe mit Zusätzen

Info

Publication number: CH365217A
Application number: CH426560A
Authority: CH
Inventors: Hermann Dr Holch; Wilfried Dipl Phys Voigt
Original assignee: Lonza Ag
Priority date: 1960-04-14
Filing date: 1960-04-14
Publication date: 1962-10-31

Description


  
 



  Einschneckenextruder für thermoplastische Kunststoffe mit Zusätzen
Die Erfindung betrifft einen Einschneckenextruder für thermoplastische Kunststoffe mit Zusätzen wie Weichmachern, Farbstoffen oder Stabilisatoren, und bezweckt, die Wirkung des Mischens, Knetens, Homogenisierens und Compoundierens eines solchen Extruders zu erhöhen.



   Zur Erhöhung dieser Wirkungen wurden bisher meist Doppel- oder Vielfachschneckenextruder verwendet. Diese Extruder, welche ähnlich den Zahnradpumpen wirken, führen zu einer zwangsweisen Förderung des Materials und erzielen eine Knetwirkung, wobei für die Wirkungsweise das Kämmen der einzelnen Gänge ineinander massgebend ist. Die zwangsweise Förderung ist jedoch für gewisse Kunststoffe weniger geeignet.



   Die bekannten Einschneckenextruder haben eine geringere Wirkung des Mischens, Knetens, Homogenisierens und Compoundierens, da die Forderungen nach Förderleistung und Mischwirkung einander entgegengesetzte Bedingungen an die Gestaltung der Schnecke stellen.



   Bei dem Einschneckenextruder nach der Erfindung wechseln im Sinne einer Rechtsschraube und im Sinne einer Linksschraube verlaufende Schneckenwindungen entlang der Schnecke mehrfach miteinander ab, und es ist das Produkt aus dem Quotienten des Volumens des Windungshohlraumes einer eine Windung umfassenden Kammer und der begrenzenden Fläche dieses Windungshohlraumes mit der Gangtiefe und dem Sinus des Steigungswinkels in jedem Teil der bei der vorbestimmten Drehrichtung in Förderrichtung wirkenden Schneckenwindungen kleiner als das entsprechende Produkt der entgegengesetzt zur Förderrichtung wirkenden Windungen.



   Dabei ist vorzugsweise die Anzahl der bei der vorbestimmten Drehrichtung der Schnecke in Förderrichtung wirkenden Windungen an dem zur Aufnahme des Materials bestimmten Ende der Schnecke grösser als die Anzahl der Windungen jedes einzelnen der anschliessenden Schneckenteile, deren jeder nur Windungen mit ein und demselben Windungssinn aufweist. Zweckmässig ist das Verhältnis des Volumens des Windungshohlraumes zu der diesen Hohlraum begrenzenden Schneckenfläche der Windungen, welche bei der vorbestimmten Drehrichtung der Schnecke in Förderrichtung wirken, kleiner als das entsprechende Verhältnis der entgegengesetzt zur Förderrichtung wirkenden Windungen.



   Vorzugsweise hat wenigstens ein Teil der Windungen, welche bei der vorbestimmten Drehrichtung der Schnecke entgegengesetzt zur Förderrichtung wirken, eine grössere Steigung als die in Förderrichtung wirkenden Windungen. Die parallel zur Schneckenachse gemessene Breite des Hohlraumes von Windungen, welche bei der vorbestimmten Drehrichtung der Schnecke entgegen der Förderrichtung wirken, kann kleiner sein als die entsprechende Breite des Hohlraumes in Förderrichtung wirkender Windungen.



   Wenigstens ein Längsabschnitt der Schnecke, welcher bei Drehung in der vorbestimmten Richtung entgegengesetzt zur Förderrichtung wirkt, kann mehrgängig sein, wobei dessen Windungen eine grössere Steigung haben als die in Förderrichtung wirkenden Windungen.



   In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Schnecke des erfindungsgemässen Einschneckenextruders dargestellt. Die Fig. 1 bis 3 zeigen je eine Seitenansicht einer Extruderschnecke.



   Bei jeder der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Schnecken wechseln im Sinne einer Rechtsschraube und im Sinne einer Links schraube verlaufende Schneckenwindun  gen entlang der Schnecke mehrfach miteinander ab, und es ist das Produkt aus dem Quotienten des Volumens des Windungshohlraumes einer eine Windung umfassenden Kammer und der begrenzenden Fläche dieses Windungshohlraumes mit der Gangtiefe und dem Sinus des Steigungswinkels in jedem Teil der bei der vorbestimmten Drehrichtung in Förderrichtung wirkenden Schneckengänge kleiner als das entsprechende Produkt der entgegengesetzt zur Förderrichtung wirkenden Windungen.



   Die in Fig. 1 gezeigte Schnecke hat entlang ihrer Länge abwechselnd im Sinne einer Linksschraube verlaufende Windungen 2, 8, 9, 10, 11 und im Sinne einer Rechtsschraube verlaufende Windungen 4, 5, 6, 7.



   Diese Schnecke ist dazu bestimmt, in Richtung des Pfeils 1 angetrieben zu werden, wobei die Windungen 2, 8, 9, 10, 11 in Förderrichtung (Richtung des Pfeils 3) und die Windungen 4, 5, 6, 7 entgegengesetzt zur Förderrichtung wirken. Bei den Windungen 2, 8, 9, 10, 11 ist der Kammerquerschnitt wesentlich gestreckter und der Quotient aus dem Volumen des Windungshohlraumes und der diesen begrenzenden Fläche demnach kleiner als bei den Windungen 4, 5, 6, 7. Ausserdem ist die Gangtiefe der Windungen 2, 8, 9, 10, 11 kleiner als die Gangtiefe der Windungen 4, 5, 6, 7. Die Windungen 2, 8, 9, 10, 11 haben eine nur wenig grössere Steigung als die Windung 4, dieselbe Steigung wie die Windung 5 und eine kleinere Steigung als die Windungen 6, 7.

   Daraus folgt, dass das Produkt aus dem Quotienten des Volumens des Windungshohlraumes einer Kammer und der begrenzenden Fläche dieses Windungshohlraumes mit der Gangtiefe und dem Sinus des Steigungswinkels bei den Windungen 2, 8, 9, 10, 11 kleiner ist als bei den Windungen 4, 5, 6, 7. Die Windungszahl des Schneckenteils 2, an dessen in der Zeichnung unterem Ende das Material zuzuführen ist, ist grösser als die Windungszahl jedes einzelnen der anderen nur eine oder zwei Windungen aufweisenden, Längsteile der Schnecke mit abwechselndem Windungssinn.



   Da bei den Schneckenwindungen 4, 5, 6 und 7, welche bei der vorbestimmten Drehrichtung 1 der Schnecke entgegengesetzt zur Förderrichtung 3 wirken, das Verhältnis des Volumens des Windungshohlraumes zu der diesen Hohlraum begrenzenden Fläche grösser ist als das entsprechende Verhältnis der Gänge des Längsteils 2 und der Gänge 8, 9, 10 und 11, haben die Windungen des Längsteils 2 und die Windungen 8, 9, 10, 11 eine grosse Förderwirkung und die dazwischenliegenden Windungen 4, 5, 6, 7 eine grössere Wirkung des Mischens, Knetens, Homogenisierens und Compoundierens. Diese letztere Wirkung wird noch dadurch gesteigert, dass ein Teil der entgegengesetzt zur Förderrichtung 3 wirkenden Windungen 4, 5, 6, 7, nämlich die Windungen 6 und 7, eine grössere Steigung haben als die in Förderrichtung 3 wirkenden Windungen.

   Eine weitere Steigerung des Mischens, Knetens, Homogenisierens und Compoundierens ist dadurch erzielt, dass bei entgegengesetzt zur Förderrichtung 3 wirkenden Windungen die parallel zur Schneckenachse gemessene Breite des Hohlraumes kleiner ist als bei in Förderrichtung wirkenden Windungen. Diese Breite der Windung 6 ist in der Zeichnung mit b bezeichnet.



   Die in Fig. 2 gezeigte Schnecke unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten im wesentlichen dadurch, dass stets mehrere Windungen mit ein und demselben Windungssinn unmittelbar aneinander anschliessen.



  Das ist auch bei der Schnecke nach Fig. 3 der Fall, welche ausserdem noch einen mehrgängigen, bei der vorbestimmten Drehrichtung 1 entgegengesetzt zur Förderrichtung 3 wirkenden Längsteil 12 aufweist, welcher unmittelbar an den fördernden Längsteil 13 anschliesst, an dessen in der Zeichnung unterem Ende das Material zuzuführen ist.



   Es hat sich gezeigt, dass der Extruder mit der beschriebenen Schnecke sowohl eine gute Förderleistung als auch intensive Wirkungen des Mischens, Knetens, Homogenisierens und Compoundierens von thermoplastischen Kunststoffen mit Weichmachern, Farbstoffen, Stabilisatoren oder sonstigen Zusätzen aufweist.

Claims

PATENTANSPRUCH Einschneckenextruder für thermoplastische Kunststoffe mit Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, dass im Sinne einer Rechts schraube und im Sinne einer Linksschraube verlaufende Schneckenwindungen entlang der Schnecke mehrfach miteinander abwechseln, und dass das Produkt aus dem Quotienten des Volumens des Windungshohlraumes einer eine Windung umfassenden Kammer und der begrenzenden Fläche dieses Windungshohlraumes mit der Gangtiefe und dem Sinus des Steigungswinkels in jedem Teil der bei der vorbestimmten Drehrichtung in Förderrichtung wirkenden Schneckenwindungen kleiner als das entsprechende Produkt der entgegengesetzt zur Förderrichtung wirkenden Windungen ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Extruder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der bei der vorbestimmten Drehrichtung der Schnecke in Förderrichtung wirkenden Windungen an dem zur Aufnahme des Materials bestimmten Ende der Schnecke grösser ist als die Anzahl der Windungen jedes einzelnen der anschliessenden Schneckenteile, deren jeder nur Windungen mit ein und demselben Windungssinn aufweist.

2. Extruder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Volumens des Windungshohlraumes zu der diesen Hohlraum begrenzenden Schneckenfläche der Windungen, welche bei der vorbestimmten Drehrichtung der Schnecke in Förderrichtung wirken, kleiner ist als das entsprechende Verhältnis der entgegengesetzt zur Förderrichtung wirkenden Windungen.

3. Extruder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Windungen, welche bei der vorbestimmten Drehrichtung der Schnecke entgegengesetzt zur Förderrichtung wirken, eine grössere Steigung hat als die in Förderrichtung wirkenden Windungen.

4. Extruder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zur Schneckenachse gemessene Breite des Hohlraumes von Windungen, welche bei der vorbestimmten Drehrichtung der Schnecke entgegen der Förderrichtung wirken, kleiner ist als die entsprechende Breite des Hohlraumes in Förderrichtung wirkender Windungen.

5. Extruder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Längsteil der Schnecke, welcher bei Drehung in der vorbestimmten Richtung entgegengesetzt zur Förderrichtung wirkt, mehrgängig ist, und dass dessen Windungen eine grössere Steigung haben als die in Förderrichtung wirkenden Windungen.