DE2104492B2

DE2104492B2 - Thermoplastics extruder - with shearing section before mixing zone

Info

Publication number: DE2104492B2
Application number: DE19712104492
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. 4542 Tecklenburg Upmeier
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 1971-02-01
Filing date: 1971-02-01
Publication date: 1972-05-25
Also published as: DE2104492A1

Abstract

Screw extruder for conveying, plasticising and mixing thermoplastics or non-cross-linked elastomers, has a shearing and splitting section for the material, formed between peripheral ribs on the screw and the housing wall and located between the conveying and mixing zones. Shearing-mixing section has ribs, arranged helically on the cylindrical face of the screw to form ducts with blind ends and outlet ducts generally parallel to these on the opposite spaces of the ribs. The alignment of the ducts is in the flow direction of the material and they extend axially through a distance appox. equal to the screw dia. Pref. the canals or ducts taper both in width and depth from their wide to their blind ends, the ribs forming one continuous zig-zag between them. The upstream or cutting edges of the zig-zags are in close contact with the inner barrel wall.

Description

In Weiterbildung des geschilderten Scherspaltteils wurden mehrere Abwandlungen geschaffen, die auf eine Zusammenfassung gleichartiger Scherspaltteile auf eine geringere, etwa dem Zwei- bis Dreifachen des Schneckendurchmessers entsprechende Schnekkenlänge hinauslaufen (französische Patentschrift 1 556 877, schweizerische Patentschrift 476 568). Bei diesen Scherspaltteilen folgen abwechselnd zur Zylinderbohrung dichtende Stege und mit der Zylinderbohrung Scherspalte bildende Scherstege aufeinander. Als nachteilig hat sich herausgestellt, daß auch bei diesen Scherspaltteilen eine starke Üb erhitzung der Masse zu verzeichnen ist, für die der Scherspaltteil verantwortlich zu machen ist. Dies ist zum einen auf die der konstruktiven Ausgestaltung der Scher spaltteile zuzuschreibenden, starken, zur Hauptfließrichtung quergerichteten, örtlichen Feinbewegungen der Masse im Scherspaltteil und die dadurch bewirkte innere Reibung und auf den starken Druckstau, welcher einen unnötigen zusätzlichen Wärmeeintrag im Förderteil der Schnecke bewirkt, zurückzuführen. In further development of the described shear gap part, several Modifications created based on a combination of similar shear fissure parts to a smaller one, approximately two to three times the screw diameter Run out screw length (French patent specification 1 556 877, Swiss Patent 476 568). These shear gap parts alternate with the cylinder bore sealing webs and shear webs forming shear gaps with the cylinder bore on one another. It has been found to be disadvantageous that even with these shear gap parts strong overheating of the mass is recorded, for which the shear gap part is responsible is to be done. On the one hand, this is due to the structural design of the shear Strong, localized, fissile parts that are transverse to the main direction of flow Fine movements of the mass in the shear gap part and the resulting inner Friction and the strong pressure build-up, which causes unnecessary additional heat input causes in the conveying part of the screw to be traced back.

Ferner trägt auch die geringe Anzahl von Sammelstellen von noch nicht vollständig aufgeschlossenen Massepartikelchen mit dazu bei, daß am Umfang an wenigen Stellen verteilt örtlich stärkere Temperaturerhöhungen, die aus dem gewaltsamen Zerreiben dieser Partikeln resultieren, auftreten und zu einer stark ungleichmäßigen Temperaturverteilung und im Mittel zu einer Temperaturüberhöhung beitragen.Furthermore, the small number of collection points does not yet contribute Completely opened up mass particles contribute to the fact that there are only a few in scope Places distributed locally stronger temperature increases resulting from the violent Attrition of these particles results, occurs and leads to a highly uneven Temperature distribution and on average contribute to an increase in temperature.

Diese Unterschiede lassen sich auch in der anschließenden Mischzone nicht beseitigen, so daß beispielsweise bei transparenter Folie sich nicht in allen Fällen zopfartige Schlieren vermeiden lassen.These differences can also be seen in the subsequent mixing zone do not eliminate, so that, for example, with transparent film not in all Avoid cases of plait-like streaks.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Scherspaltteil einer Schneckenstrangpresse so zu gestalten, daß die bekannten Nachteile nicht auftreten und die Schnecke demgemäß mit besserer Mischgüte und mit geringerer oder gar keiner Temperaturüberhitzung arbeitet. The invention is based on the object of the shear gap part To make screw extruder so that the known disadvantages do not occur and the screw accordingly with better mixing quality and with less or none at all Temperature overheating is working.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Schneckenstrangpresse der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß der Scherspaltteil aus mehreren, auf beiden Seiten von Wülsten begrenzten, gegen die Achsrichtung der Schnecke nach Art einer Schraubenlinie im Sinne der Fließrichtung der Masse geneigten, blind endenden, beidseitig an Ablaufnuten angrenzenden Kanälen gebildet ist, die sich in Achsrichtung der Schnecke über etwa eine dem Schneckendurchmesser entsprechende Länge erstrecken. According to the invention, in a screw extruder this is the initially described described type achieved in that the shear gap part of several, on both Pages bounded by beads, against the axial direction of the screw like a Helical line in the sense of the direction of flow of the mass, inclined, blind ending, on both sides channels adjacent to drainage grooves are formed, which extend in the axial direction of the screw Extend over approximately a length corresponding to the screw diameter.

Durch das Ausrichten der Kanäle in die Resultierende der Fließbewegung wird, nach dem Vorbild der hydrodynamischen Schmierkeilbildung in Gleitlagern, unter Ausnutzung dieser Bewegung, ein zusätzlicher Druck im Scherspaltteil der Schnecke aufgebaut, der die Masse durch den Scherspalt preßt, und dadurch der Druckstau des Scherspaltteiles abgebaut. By aligning the channels in the resultant of the flow movement is, based on the model of hydrodynamic lubricating wedge formation in plain bearings, under Exploitation of this movement, an additional pressure in the shear gap part of the screw built up, which presses the mass through the shear gap, and thereby the pressure build-up of the Shear gap part dismantled.

Die Masse läuft völlig zwanglos in die sich ihr entgegenöffnenden Kanäle ein, und das sich aufbauende Druckpolster trägt mit dazu bei, die einlaufende Menge ohne Querbewegungen über die Wülste durch den Scherspalt hindurch in die Ablaufnuten hineinzupressen. Die Ausnutzung des selbsttätigen Aufbaues eines die Masse durch den Scherspalt pressenden Druckpolsters kann auch zu einer Verringerung der Scherspaltweite ausgenutzt werden, wodurch die technologischen Eigenschaften der Masse am Schnekkenende verbessert werden können. Durch die Ausrichtung der Kanäle in die Fließresultierende wird also neben dem Abbau des Druckstaues noch in weiterer Hinsicht eine Verbesserung erzielt: Es wird die hauptsächlich die Temperaturerhöhung, aber auch einen Druckstau bewirkende Querbewegung der Masse quer zur Hauptfließrichtung vermieden. Vor allem bei den in neuerer Zeit entwickelten Schnekkenstrangpressen mit pro Schneckenumdrehung konstanter Fördermenge kommen diese und die nachstehend geschilderten Vorteile voll zur Geltung, da man bei diesen Schneckenstrangpressen bei allen Drehzahlen eine gleiche Fließrichtung im Scherspaltteil erwarten kann. Die Ausrichtung der Kanäle in Strömungsrichtung erlaubt es aber auch, ihren Zulaufquerschnitt relativ klein zu wählen und dementsprechend den insgesamt zur Verfügung stehenden Ringquerschnitt zwischen Schneckenbohrung im Gehäuse und Schneckenkern auf eine Vielzahl von kleinen Kanälen aufzusplittern und auf diese Weise zum einen eine Vielzahl von Sammelstellen für noch nicht vollständig aufgeschlossene Partikelchen der Masse zu schaffen und zum anderen eine beispielsweise etwa dem zweifachen Schneckenumfang entsprechende Scherspaltlänge auf einem axial sehr kurzen Schnekkenabschnitt unterzubringen. Durch die große Anzahl der Partikelsammelstellen, nämlich an den Kanalenden, ist zum einen die Gewähr gegeben, daß sich pro Sammelstelle erst gar nicht soviel noch nicht vollständig aufgeschlossene, durch innere und Wandreibung zu zerreibende Masse ansammelt und demgemäß der Wärmeeintrag pro Sammelstelle sehr niedrig ist, und zum anderen ist auf Grund der Vielzahl derartiger Sammelstellen dafür gesorgt, daß diese sehr fein und gleichmäßig am Schneckenumfang verteilt sind und dementsprechend die im übrigen geringen Temperaturerhöhungen gleichmäßig am Umfang verteilt werden. Durch die Konzentrierung des Scherspaltteils auf einen axial relativ kurzen Abschnitt der Schnecke finden die im Scherspaltteil ablaufenden technologischen Vorgänge für alle jeweils hindurchtretenden Massepartikelchen ziemlich zur gleichen Zeit statt, so daß Unterschiede auf Grund von früherer oder späterer Scherung innerhalb der Masse weitgehend ausgeschlossen sind. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden also mittel- oder unmittelbar folgende Vorteile erzielt: Abbau des Druckstaues vor dem Scherspaltteil und damit auch bessere Wirkung des Förderteils der Schnecke, nahezu vollständiger Abbau der Temperaturerhöhungen und weiteren Druckstau verursachenden Querbewegungen der Masse zur Hauptfließrichtung, Abbau und periphere Vergleichmäßigung der durch den zwangsweisen Masseaufschluß bewirkten Temperaturerhöhungen, Abbau der Unterschiede in den Masseveränderungen auf Grund gleicher Lauflängen ab dem Scherspaltteil.The crowd runs completely informally into the one opening towards it Channels, and the pressure cushion that builds up contributes to the incoming Amount without transverse movements over the beads through the shear gap into the drainage grooves to press in. Taking advantage of the automatic build-up of the mass through The pressure cushion pressing the shear gap can also reduce the shear gap width be exploited, whereby the technological properties of the mass at the screw end can be improved. By aligning the channels in the flow resultant So in addition to reducing the pressure build-up, there is still another improvement Achieved: It is mainly the temperature increase, but also a pressure build-up causing transverse movement of the mass transversely to the main flow direction avoided. Above all in the more recently developed screw extrusion presses with per screw revolution With a constant flow rate, these and the advantages described below come fully comes into its own, since with these screw extrusion presses at all speeds one can expect the same flow direction in the shear gap part. The orientation of the channels in the direction of flow, however, it also allows their inlet cross-section to be relatively small to be selected and accordingly the total available ring cross-section between the worm bore in the housing and worm core to a variety of small Splitting channels and in this way, on the one hand, a large number of collection points to create for not yet completely broken down particles of the mass and on the other hand, one corresponding, for example, to approximately twice the screw circumference To accommodate shear gap length on an axially very short screw section. By the large number of particle collection points, namely at the channel ends, is on the one hand the guarantee that not so much is not yet complete at each collection point unlocked mass, which can be grated by internal and wall friction, accumulates and accordingly, the heat input per collection point is very low, and on the other hand is Due to the large number of such collection points made sure that this very fine and are evenly distributed on the circumference of the screw and accordingly the rest small increases in temperature are evenly distributed around the circumference. By concentrating of the shear gap part on an axially relatively short section of the screw the technological processes taking place in the shear gap part for each one that passes through Mass particles take place pretty much at the same time, so that differences are due largely excluded from earlier or later shear within the mass are. The measures according to the invention therefore directly or indirectly the following advantages achieved: Reduction of the pressure build-up in front of the shear gap part and thus also better effect of the conveying part of the screw, almost complete degradation of the Cross movements of the mass causing temperature increases and further pressure build-up to the main flow direction, degradation and peripheral equalization of the compulsory Mass decomposition caused temperature increases, reduction of the differences in the changes in mass due to the same running lengths from the shear gap part.

Daraus folgt insgesamt: Verringerung des erforderlichen Druckes sowie der bewirkten Temperaturerhöhungen und Verbesserung der Homogenität der Masse in Umfangsrichtung hinsichtlich Temperatur und Mischungsgüte. Außer diesem technologischen Vorteil ergibt sich noch der konstruktive Vorteil, daß die Schnecke etwas kürzer wird, was zur Verkleinerung der Konstruktion insgesamt oder zur entsprechenden Verlängerung des anschließenden Mischteiles der Schnecke ausgenutzt werden kann, um die Mischungsgüte noch mehr zu steigern. From this it follows overall: reducing the required pressure as well the caused temperature increases and improvement of the homogeneity of the mass in Circumferential direction in terms of temperature and mixing quality. Besides this technological one Another advantage is the constructive advantage that the worm is somewhat shorter becomes what to downsize the construction as a whole or to the corresponding lengthening of the subsequent mixing part of the screw can be used to improve the mixing quality to increase even more.

Um eventuelle Querbewegungen der Masse innerhalb der Kanäle noch weiter oder gar völlig auszuschalten und um tote Winkel im Scherspaltteil möglichst zu beseitigen, wird in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Kanäle in ihrer Breite in Fließrichtung von ihrem Beginn an konvergieren und dementsprechend die Wülste entlang einer lückenlosen Zickzacklinie, deren Winkelhalbierende in etwa in Fließrichtung der Masse ausgerichtet sind, angeordnet sind. Weitere eventuelle tote Winkel lassen sich dadurch vermeiden, daß die Tiefe der Kanäle und vorzugsweise auch die der Ablaufnuten abnehmend ausgebildet ist. Es ist hierbei zweckmäßig, daß der Kanal- und vorzugsweise auch der Nutquerschnitt V-förmig ausgebildet ist. Um auch in den an den Scherspaltteil angrenzenden Abschnitten Toträume weitgehend zu vermeiden, ist es zweckmäßig, daß wenigstens der ablaufseitige Übergang von dem Scherspaltteil der Schnecke in die angrenzende Mischzone etwa entlang einer Kegelfläche verlaufend ausgebildet ist. About any transverse movements of the mass within the channels further or even completely off and around blind spots in the shear gap part if possible to eliminate, it is proposed in an expedient development of the invention that the channels converge in their width in the direction of flow from their beginning and accordingly the beads along a gapless zigzag line, the bisector of the angle are aligned approximately in the direction of flow of the mass, are arranged. Further eventual Blind spots can be avoided by reducing the depth of the channels and preferably also that of the drainage grooves is designed to decrease. It is useful here that the channel and preferably also the groove cross-section is V-shaped. Around even dead spaces in the sections adjoining the shear gap part To largely avoid it, it is useful that at least the outlet-side transition from the shear gap part of the screw into the adjacent mixing zone approximately along a Conical surface is designed to run.

Insbesondere für solche Massen und für solche Betriebsbedingungen, bei denen die Masse nach einer relativ flachen Schraubenlinie den Ringspalt zwischen Schneckenbohrung im Gehäuse und Schnekkenkern durchtritt, oder bei denen die Länge der beiden Wülste an den Kanalseiten rechts und links stark unterschiedlich lang ist, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zum sicheren Aufbau eines die Masse durch den Scherspalt drückenden Druckpolsters vorgesehen, daß die Wülste an der zulaufseitigen Stirnseite zwischen je zwei benachbarten Kanälen mit einer in Fließrichtung der Masse gerichteten, die Strömung auf die beiden Kanäle teilenden, in eine radial stehende Schneide auslaufenden gemeinsamen Verlängerung versehen sind, die mit der Schneckenbohrung abdichtend ausgebildet ist. In den Fällen, in denen die Kanäle gegen die Achsrichtung der Schnecke weniger stark geneigt angeordnet werden können (große Axialkomponente der Fließbewegung), ist die Verlängerung entbehrlich. Es ist zur besonderen Ausnutzung des selbsttätigen Druckaufbau es bei Schneckenstrangpressen mit zickzackförmig verlaufenden Wülsten vorteilhaft, daß der weniger gegen die Achsrichtung geneigte Wulst in Fließrichtung zum Kanalende und der stärker gegen die Achsrichtung geneigte Wulst in Fließrichtung zum Kanalanfang geneigt ist. In particular for such masses and for such operating conditions, where the mass is following a relatively flat helical line between the annular gap Screw hole in the housing and screw core passes through, or where the length of the two bulges on the right and left sides of the canal are very different in length is, is in a further embodiment of the invention for the safe construction of a mass provided by the shear gap pressing pressure pad that the beads on the Inflow end between two adjacent channels with one in the direction of flow directed towards the mass, dividing the flow onto the two channels, into one radial standing cutting edge tapering common extension are provided with the Screw bore is designed to be sealing. In those cases where the channels can be arranged less inclined to the axial direction of the screw (large axial component of the flow movement), the extension is not necessary. It is for the special exploitation of the automatic pressure build-up in screw extrusion presses with zigzag running beads advantageous that the less against the axial direction inclined bead in the direction of flow to the end of the channel and the stronger one against the axial direction inclined bead is inclined in the direction of flow to the beginning of the channel.

Um den in dem zwischen den Förderzonen und der Mischzone angeordneten Scherspaltteil erzielten Effekt einer Homogenisierung zu steigern, kann auch ein Scherspaltteil innerhalb der Förderzone angeordnet werden. Sind mehrere Scherspaltteile innerhalb einer Schnecke angeordnet, so ist es zweckmäßig, daß die Spaltweite eines Scherspaltteiles größer ist als die des in Fließrichtung jeweils nächstfolgenden Scherspaltteiles. Es wird dann gewissermaßen in Stufen der im Scherspaltteil vorzunehmende Homogerisierungsprozeß vorgenommen. Diese Mehrfachanordnung von Scherspaltteilen ist dadurch möglich, daß die Scherspaltteile einen sehr geringen Druckstau auf den Förderteil der Schnecke ausüben und den erforderlichen Druck gewissermaßen selbst erzeugen. Around the one arranged between the conveying zones and the mixing zone Increasing the homogenization effect achieved by the shear gap part can also be a Shear gap part are arranged within the conveying zone. Are several shear fissures arranged within a screw, it is appropriate that the gap width of a Shear gap part is greater than that of the next following in the direction of flow Shear gap part. It is then to a certain extent in stages that to be carried out in the shear gap part Homogerization process made. This multiple arrangement of shear fissure parts is possible because the shear gap parts have a very low pressure build-up on the Exercise the conveying part of the screw and, as it were, apply the required pressure yourself produce.

Um die Neigung der Kanäle den durch die Produktionsmenge und die Masse vorgegebenen Bedingungen anpassen zu können, ist es vorteilhaft, daß der Scherspaltteil jeweils durch auswechselbare, in die Schnecke einbaubare Ringe gebildet ist. Durch Bereithalten von Scherspaltteil-Ringen mit verschieden stark geneigten Kanälen lassen sich die Erfordernisse aus den Produktionsbedingungen leicht erfüllen. To the inclination of the channels by the production volume and the To be able to adapt mass given conditions, it is advantageous that the shear gap part is formed by replaceable rings that can be built into the screw. By Have shear split rings with differently inclined channels ready the requirements from the production conditions can easily be met.

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Ansicht auf eine Schnecke einer Schneckenstrangpresse in vereinfachter Darstellung, Fig. 2 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles II in F i g. 1 auf den Scherspaltteil mit in die Ebene abgewickelter Darstellung und F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in F i g. 2 in gestreckter Darstellung. The invention is based on an embodiment shown in the drawing explained in more detail below. 1 shows a view of a screw of a A simplified illustration of the screw extruder, FIG. 2 shows a partial view in the direction of the arrow II in F i g. 1 on the shear gap part with unwound in the plane Representation and fig. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 2 in stretched representation.

Eine Schnecke 1 gemäß Fig. 1 einer Schnecken- strangpresse mit den Förderzonen A (Einzugs-, Kom pressions- und Ausstoßzone) weist vorzugsweise am Ende der Fördergänge einen Scherspaltteil B mit einem Scherring 2 auf, von dem aus ein Übergang mit der Kegelfläche3 in eine Mischzone mit Mischscheiben 4 führt. Vorteilhaft ist es, Mischzone C und Scherspaitteil B mit einem Gewindebolzen 5 an die Schnecke 1 anzuschrauben, so daß insbesondere der Scherring2, je nach der geförderten Masse, unterschiedlich ausgeführt oder bei Beschädigungen des Scherspaltteils durch Metallteile leicht ausgewechselt werden kann. Der Scherspalt 6 mit der Spaltweite x gegenüber der umschließenden Schneckenbohrung 7 im Gehäuse wird durch am Umfang des Scherringes Z im wesentlichen zickzackförmig verlaufende Wülste 8, 9 gebildet, die wiederum durch von beiden Seiten abwechselnd eingearbeitete keilförmige Kanäle 10 bzw. Ablaufnuten 11 gebildet werden. A screw 1 according to FIG. 1 of a screw extruder with the Conveying zones A (feed, compression and ejection zone) preferably have at the end the conveyor passages a shear gap part B with a shear ring 2, from which a The transition with the conical surface 3 leads to a mixing zone with mixing disks 4. Advantageous is to mix zone C and shear chip part B with a threaded bolt 5 on the screw 1 to be screwed on, so that in particular the shear ring2, depending on the conveyed mass, designed differently or if the shear gap part is damaged by metal parts can be easily replaced. The shear gap 6 with the gap width x opposite the surrounding screw bore 7 in the housing is through on the circumference of the shear ring Z essentially zigzag beads 8, 9 formed, which in turn by alternately incorporated wedge-shaped channels 10 or drainage grooves on both sides 11 are formed.

Die Neigung der Kanäle 10 bzw. Ablaufnuten 11 sowie der Wülste 8, 9 zur Achsrichtung der Schnecke wird gemäß Fig. 2 und 3 vorzugsweise je nach den Abmessungen des Scherspaltes 6, abhängig von der Gesamtlänge aller Wülste 8, 9 sowie der Spaltweite x, so festgelegt, daß die Neigung des stärker geneigten, auf der Ablaufseite des Kanals 10 liegenden Wulstes 8 im wesentlichen der resultierenden Strömungskomponente aus Umfangs- und Axialgeschwindigkeit im Bereich des Eintritts in den Kanal 10 entspricht. The inclination of the channels 10 or drainage grooves 11 and the beads 8, 9 to the axial direction of the screw is shown in FIGS. 2 and 3, preferably depending on the Dimensions of the shear gap 6, depending on the total length of all beads 8, 9 and the gap width x, determined so that the inclination of the more inclined, on the Downstream side of the channel 10 lying bead 8 essentially the resulting Flow component from circumferential and axial speed in the area of the inlet in the channel 10 corresponds.

wie mit dem Geschwindigkeitsdreieck für die Fließrichtung 12 angedeutet, und daß ferner die Neigung des weniger stark geneigten, auf der auflaufenden Seite der Kanäle 10 liegenden Wulstes 9 der resultierenden Strömungskomponente am Ende der Kanäle 10 entspricht, wie mit dem Geschwindigkeitsdreieck für die Fließrichtung 13 angedeutet. Aus Symmetriegründen und weil es fertigungsmäßig vorteilhaft ist, weisen die Ablaufnuten 11 dieselbe Neigung bzw.as indicated by the velocity triangle for the direction of flow 12, and that furthermore the inclination of the less steeply inclined, on the accruing side of the channels 10 lying bead 9 of the resulting flow component at the end of the channels 10 corresponds, as with the velocity triangle for the flow direction 13 indicated. For reasons of symmetry and because it is advantageous in terms of production, the drainage grooves 11 have the same inclination or

Form wie die Kanäle 10 auf, wobei sie bei 14 in die Kegelfläche 3 auslaufen.Shape like the channels 10, whereby they at 14 in the conical surface 3 leak.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die durchströmende, zu scherende Masse im wesentlichen in Längsrichtung der Kanäle 10 bzw. Auflaufnuten 11 verläuft, so daß ohne zusätzliche, unerwünschte Querströmungen, nach dem Vorbild des aus der Gleitlagerschmierung bekannten hydrodynamischen Keilspalt-Druckaufbaues, sich in den Kanäle len 10 ein Druck aufbauen kann, der das Material über die Wülste 8 bzw. 9 in die jeweils benachbarten Ablaufnuten 11 drückt, aus denen es auf Grund gleicher Strömungsverhältnisse ohne zusätzliche Querströmungen in die folgende Mischzone gefördert wird. This arrangement ensures that the flowing through, to be sheared The mass runs essentially in the longitudinal direction of the channels 10 or run-up grooves 11, so that without additional, undesirable cross-currents, along the lines of that from the Plain bearing lubrication known hydrodynamic wedge gap pressure build-up, in the channels len 10 can build up a pressure that the material over the beads 8 or 9 presses into the respective adjacent drainage grooves 11, from which it is due to the same Flow conditions without additional cross-currents in the following mixing zone is promoted.

Bei sehr engen Scherspalten 6 und geringen Scherspaltlängen ergibt sich eine sehr hohe Geschwindigkeitskomponente in Axialrichtung, so daß die Neigung der Kanäle 10 bzw. Ablaufnuten 11 überwiegend in Achsrichtung der Schnecke zeigt. In diesem Fall ist es ausreichend, wenn die Einlaufseite der Kanäle 10 in gleicher Weise ausgebildet wird, wie die in Fig. 2 dargestellte Auslaufseite der Ablaufnuten 11, da in diesem Fall die Längen der Wülste 8 bzw. 9 annähernd gleich groß sind, so daß sich beidseitig annähernd gleichartig begrenzte Kanäle bilden. Bei den weniger engen und längeren Scherspalten 6 ergibt sich eine geringere Axialgeschwindigkeitskomponente, so daß die Kanäle 10 und die Ablaufnuten 11 mehr in Umfangsrichtung geneigt sind. Dadurch werden die steileren, auflaufenden Wülste 9 erheblich kürzer als die flacheren. ablaufenden Wülste 8. so daß die Kanäle 10 bzw. Ablaufnuten 11 einseitig weiter geöffnet sind. wodurch in den Kanälen 10 der Keilspalt-Druckaufbau weniger stark auftritt. Um dies zu vermeiden, sind in diesem Fall zur Sicherstellung des Keilspalt-Druckaufbaues Verlängerungen 15 vorgesehen. die an den Wülsten 8, 9 einlaufseitig angesetzt sind und zu Schneiden 17 zusammenlaufen. With very narrow shear gaps 6 and small shear gap lengths has a very high speed component in the axial direction, so that the inclination the channels 10 or drainage grooves 11 predominantly shows in the axial direction of the screw. In this case, it is sufficient if the inlet side of the channels 10 in the same Is formed like the outlet side shown in Fig. 2 of the drainage grooves 11, since in this case the lengths of the beads 8 and 9 are approximately the same, so that channels with approximately the same delimitation are formed on both sides. With the less narrow and longer shear gaps 6 result in a lower axial velocity component, so that the channels 10 and the drainage grooves 11 are inclined more in the circumferential direction. As a result, the steeper, rising bulges 9 become considerable shorter than the flatter ones. draining beads 8 so that the channels 10 or drainage grooves 11 are further open on one side. whereby in the channels 10 the wedge gap pressure build-up occurs less strongly. To avoid this, be sure to do so in this case of the wedge gap pressure build-up extensions 15 are provided. those on the ridges 8, 9 are attached on the inlet side and converge to form cutting edges 17.

Die Verlängerungen 15 sind ebenso wie der Schnekkenfördersteg 16 mit dem üblichen Schneckenspiel dichtend zum umgebenden Förderzylinder bzw. Gehäuse ausgebildet, wie es mit der axialen Schraffur der Verlängerungen 15 und des Schneckenfördersteges 16 in F i g. 2 angedeutet ist.The extensions 15, like the screw conveyor web 16, are also included the usual screw play sealing to the surrounding delivery cylinder or housing formed as it is with the axial hatching of the extensions 15 and the screw conveyor web 16 in FIG. 2 is indicated.

Durch die Vielzahl der Kanäle 10 bzw. Ablaufnuten 11 am Umfang des Scherringes 2 sowie das Fehlen von Schneckenstegen im Bereich der Wülste 8 9 wird eine sehr gute Temperaturgleichmäßigkeit der den Scherspalt 6 passierenden Masse bei gleichzeitigern niedrigem Temperaturniveau erreicht, was mittelbar die maximal mögliche Produktionsmenge der Schneckenstrangpresse verbessert, da die extrudierte Folie von vornherein weniger warm austritt. Da näm- lich die extrudierte Folie gut durch an die Düse der Schneckenstrangpresse angeschlossene Folgeaggregate rückzukühlen ist und da die Rsrenae des pro Zeiteinheit zugeführten Kühlmittels (Luft) und somit die maximal mögliche abführbare Wärmemenge durch verschiedene Einflüsse nach oben hin begrenzt ist und somit bei vorgegebenem Wärmeinhalt der aastre tenden Folie eine Grenze in der Produktionsgeschwindigkeit gegeben ist. bedeutet eine Verringerung des Wärmeinhaltes der austretenden Folie mittelbar eine Steigerung der möglichen Prodtrktionsgeschwindigkeit. Due to the large number of channels 10 or drainage grooves 11 on the circumference of the Shear ring 2 and the lack of screw flights in the area of the beads 8 9 is a very good temperature uniformity of the mass passing through the shear gap 6 reached at the same time low temperature level, which indirectly the maximum possible production volume of the screw extruder improved since the extruded The film is less warm from the start. There namely- Lich the extruded film is good recooled by downstream units connected to the nozzle of the screw extruder is and because the Rsrenae of the coolant (air) supplied per unit of time and thus the maximum possible amount of heat that can be dissipated upwards through various influences is limited towards and thus with a given heat content of the aastre border film there is a limit to the production speed. means a decrease the heat content of the emerging film indirectly increases the possible Production speed.

Es ist auch möglich. Scherspaltteile innerhalb der Förderzonen der Schnecke anzuordnen. und zwar auch mehrfach einander folgend mit abnehmender Scherspaltweite. um die Plastifizierleistung der Schnecke auch bei geringer Gesamtlänge der Schnecke und hohenAusstoßleistungen sicherzustellen. It is also possible. Shear fissures within the conveying zones of the To arrange snail. namely also several times following one another with decreasing shear gap width. about the plasticizing capacity of the screw even with a short total length of the screw and ensure high output.

Die geringe axiale Länge des Scherspaltteiles erlaubt es, die für die Mischungsgüte wichtige Mischzone axial länger auszuführen, ohne die Förderzonen verkürzen oder die Gesamtlänge der Schnecke vergrößern zu müssen. The short axial length of the shear gap part allows the for the mixing quality, which is important for the mixing zone, is to be carried out axially longer, without the conveying zones shortening or having to increase the total length of the screw.

Claims

Claims: 1. Screw extruder for conveying, plasticizing and mixing thermoplastic or uncrosslinked elastomeric compositions with one Screw section and at least one shear gap part for the plasticized mass, the one located between the screw bore in the housing and on the screw Beads are formed and arranged between a conveying zone and a mixing zone, characterized in that the shear gap part (B) consists of several on both sides bounded by beads (8, 9) against the axial direction of the screw (1) according to Art a helix in the sense of the flow direction of the mass inclined, blind ending, on both sides of the drainage grooves (11) adjacent channels (10) is formed, which in the axial direction of the worm via approximately one corresponding to the worm diameter Extend length.

2. Screw extruder according to claim 1, characterized in that that the channels (10) converge in their width in the direction of flow from their beginning and accordingly the beads (8, 9) along a seamless zigzag line, de Ren bisector are aligned approximately in the direction of flow of the mass, arranged are.

3. screw extruder according to claim 1 or 2, characterized in that that the depth of the channels (10) and preferably also that of the drainage grooves (11) decreasing is trained.

4. screw extruder according to claim 2 and 3, characterized in that that the channel and preferably also the groove cross-section is V-shaped.

5. screw extruder according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the beads (8, 9) on the inlet-side end face between two adjacent channels (10) each with one directed in the direction of flow of the mass, the flow to the two channels (10) dividing into a radial cutting edge (17) common extension (15) that ends with the screw bore is formed sealingly.

6. screw extruder according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that at least the outlet-side transition from the shear gap part (B) - the screw (1) into the adjacent mixing zone (C) roughly along a conical surface (3) is designed to run.

7. Screw extruder according to one of claims 2 to 6 with a zigzag shape extending beads, characterized in that the less against the axial direction inclined bead (9) is inclined in the direction of flow towards the end of the channel.

8. Screw extruder with zigzag running beads according to one of claims 2 to 6, in particular according to claim 7, characterized in that that the bead (8) inclined more against the axial direction in the direction of flow (12) is inclined towards the beginning of the channel.

9. screw extruder according to any one of claims 1 to 8 with several Shear gap parts (B) arranged along the screw, characterized in that that the gap width (x) of a shear gap part (B) is greater than that in the direction of flow each subsequent shear gap part.

10. screw extruder according to any one of claims 1 to 9, characterized characterized in that the shear gap part (B) each by replaceable, in the Snail built-in rings is formed.

The invention relates to a screw extruder for conveying, plasticizing and mixing thermoplastic or uncrosslinked elastomeric compositions with one Screw section and at least one shear gap part for the plasticized mass, the one located between the screw bore in the housing and on the screw Beads are formed and arranged between a conveying zone and a mixing zone.

It has long been known in the processing of plastic, d. H. thermoplastic and non-crosslinked elastomeric masses with special screws Use shear fissure parts in which the plasticized mass has a narrow shear gap must happen, whereby a minimum viscosity of the mass is ensured; aside from that undigested particles are dammed up by this shear fissure part for so long until they too, due to internal friction and the associated increase in temperature have reached the minimum viscosity and are let through by the shear gap.

This development was initiated by the in the German patent specification 1 207 074 described screw extruder. The snail shown there has one additional shear duct extending over about half the length of the screw. It has been found to be disadvantageous that the individual points of the shear gap formed in this way very far apart in terms of location and therefore also in terms of time and accordingly due to the different transit times of the mass particles after passing the shear gap in these different changes take place can. The formation of the shear gap part according to German patent specification 1 207 074 also means that the undigested particles are attached to a single Collect point of the screw circumference and at this one point of the circumference in a pronounced manner Dimensions increase in temperature due to internal friction.