DE4027837C2

DE4027837C2 - Counter-rotating twin screw extruder

Info

Publication number: DE4027837C2
Application number: DE4027837A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Weis; Siegfried Drews; Helmut Wiech
Original assignee: Battenfeld Extrusionstechnik GmbH
Current assignee: Battenfeld Extrusionstechnik GmbH
Priority date: 1990-09-03
Filing date: 1990-09-03
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2010-09-04
Also published as: JPH04358818A; JPH0739126B2; DE4027837A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Extruder zur Verarbeitung von bei der Folienherstellung anfallendem Randstreifen- bzw. Abfall-Material in die - insbesondere wiederum der Folienherstellung auf Großkalandern dienende - Schmelze, bei dem die Schnecke mehrere aufeinanderfolgende Schneckenzonen mit zueinander verschiedener Ausbildung hat, von denen eine im Extruder die Einzugszone bildet und bei dem die Schneckenstege im Bereich der Einzugszone an ihrem Umfang mit Nuten versehen sind, die eine in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Anordnung haben.The invention relates to an extruder for processing in the Foil production of edge strips or waste material in the - especially the film production on large calenders serving - melt, in which the screw several successive Snail zones with different training has one of which forms the feed zone in the extruder and in which the auger webs in the area of the feed zone along their circumference Grooves are provided which are evenly distributed in the circumferential direction To have arrangement.

In DE 23 51 328 A1, DD 39 530 und DD 73 636 sind jeweils ein Schnecken-Extruder offenbart, welche zur Verarbeitung von bei der Folienherstellung anfallendem Randstreifen- bzw. Abfall-Material unmittelbar in die Schmelze eingesetzt werden können. Die Schmelze kann dann wieder der Folienherstellung auf Großkalandern nutzbar gemacht werden.DE 23 51 328 A1, DD 39 530 and DD 73 636 are each a Screw extruders disclosed which are used to process the Foil production of edge strips or waste material can be used directly in the melt. The melt can then be used again for film production on large calenders be made.

In EP 03 23 095 A2 sind nebeneinander ein Schnecken-Extruder und Doppelschnecken-Extruder offenbart, welche die Wiederverwendung verschmutzter und verbrauchter Kunststoffprodukte, also von Altmaterial, ermöglichen, welche bzw. welches vor seiner eigentlichen Verarbeitung nicht nur einer Reinigung, sondern darüber hinaus auch noch einer weitgehenden Zerkleinerung bzw. Granulierung unterworfen werden muß. In EP 03 23 095 A2 a screw extruder and Twin screw extruders disclosed which are reuse dirty and used plastic products, i.e. of old material, enable which or which before its actual Processing not only a cleaning, but also beyond still subjected to extensive comminution or granulation must become.

Die DE 24 26 714 B2 hat ein Verfahren zum Zuführen der Ausgangsmaterialien in eine Schneckenpresse zum Herstellen einer Folienbahn zum Gegenstand, bei welchem bereits zerkleinerte Folienabfälle und die Rohstoffe geregelt dosiert einer Schneckenpresse zugeführt werden. Kennzeichnend für diese Verfahrensart ist dabei, daß die bereits zerkleinerten Folienabfälle kontinuierlich verwogen werden, daß die verwogene Durchsatzmenge laufend von dem Sollwert eines den Rohstoffdosierorganen zugeordneten Mengenreglers substrahiert wird, und daß in an sich bekannter Weise der Füllgrad der Schneckenpresse in Verbindung mit einer am Abgabeende der Schneckenpresse angeordneten Schmelzepumpe konstant gehalten wird.DE 24 26 714 B2 has a method for feeding the starting materials into a screw press for producing a film web to the subject, in which already shredded film waste and the raw materials are metered and fed to a screw press will. It is characteristic of this type of procedure that the already shredded film waste is continuously weighed, that the weighed throughput continuously from the setpoint of one Quantity controller assigned to raw material dosing elements, and that, in a manner known per se, the degree of filling of the screw press in connection with one arranged at the discharge end of the screw press Melt pump is kept constant.

Ebenso wie im Falle der EP 03 23 095 A2 ist es auch nach DE 24 26 714 B2 nachteilig, daß für das zur Einarbeitung in die Schmelze vorgesehene Kunststoffmaterial auf eine vorherige Zerkleinerung nicht verzichtet werden kann, dieses also zunächst einer vorgeschalteten Hackmaschine oder dergleichen zugeführt werden muß, bevor es zur Einspeisestelle des Extruders gelangen kann.As in the case of EP 03 23 095 A2, it is also according to DE 24 26 714 B2 disadvantageous that for the incorporation into the melt provided plastic material on a previous crushing cannot be dispensed with, that is to say an upstream one Chipper or the like must be fed before it is used Feed point of the extruder can reach.

Zur Vermeidung der vorgenannten Nachteile bekannter Extruder, und zwar insbesondere des für ihren ordnungsgemäßen Betrieb nötigen zusätzlichen Anlagenaufwandes befaßt sich die Erfindung mit der Schaffung eines Extruders, welcher gewissermaßen eine Inline-Verarbeitung des bei der Folienherstellung anfallenden Randstreifen- bzw. Abfall-Materials ermöglicht. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Extruder-Konzeption anzugeben, welche einen optimalen und unmittelbaren Einzug des bei der Folienherstellung anfallenden Randstreifen- bzw. Abfall-Materials gewährleistet, ohne daß dieses bei der Plastifizierung einer thermischen Schädigung ausgesetzt wird.To avoid the aforementioned disadvantages of known extruders, and in particular that necessary for their proper operation additional equipment costs, the invention deals with Creation of an extruder, which is a kind of inline processing of the edge strips occurring during film production or waste material. The object of the invention is therefore, to provide an extruder design that is optimal and immediate collection of the accruing from the film production Margin or waste material guaranteed without this exposed to thermal damage during plasticization becomes.

Die Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung grundsätzlich dadurch erreichbar, daß der Extruder ein gegenläufiger Doppelschnecken- Extruder ist, bei dem die eine Schnecke rechtssteigend und die andere Schnecke linkssteigend ausgelegt ist und daß die Nuten in den Schneckenstegen beider Schnecken über die aufeinanderfolgenden Schneckengänge hinweg jeweils mit zur Schneckensteigung gleichgerichteten, aber hiervon verschiedenen Steigungswinkeln vorgesehen sind.The solution to this problem is basically according to the invention can be achieved in that the extruder has a counter-rotating twin screw Extruder is in which the one snail ascending to the right and the other snail is laid left-handed and that the Grooves in the screw flights of both screws over the successive Snail flights along each to the screw pitch rectified but different pitch angles are provided.

Vorteilhaft hierbei ist, daß das direkt bzw. unmittelbar zur Einzugszone des Extruders gelangende Randstreifen- bzw. Abfall-Material allein durch den Extruder so verarbeitet werden kann, wie das nach der herkömmlichen Verarbeitungsweise nur unter Benutzung einer dem Extruder vorgeordneten Hackmaschine oder dergleichen möglich ist. The advantage here is that this is directly or immediately to the feed zone edge strip or waste material of the extruder can only be processed by the extruder in the same way as after the conventional way of processing only using one of the Extruder upstream chipper or the like is possible.

Bewährt hat es sich dabei, wenn der Steigungswinkel der Nuten am Schneckenumfang zum Steigungswinkel der Schnec kengänge in einem Verhältnis zwischen 3 : 1 und 4 : 1, vorzugsweise von etwa 3,7 : 1 steht. Bewährt hat es sich aber auch, wenn die Schnecke erfin dungsgemäß mehrgängig, nämlich mindestens zweigängig, ausgeführt ist und dabei der Schneckensteg jedes Schneckenganges über einen Steigungsabstand hinweg auch mehrere, mindestens drei, vorzugsweise mehr als drei Nuten aufweist.It has proven itself if the pitch angle of the Grooves on the circumference of the screw to the pitch angle of the Schnec is in a ratio between 3: 1 and 4: 1, preferably about 3.7: 1. But it has also proven to be useful if the snail is invented multi-course according to the invention, namely at least two-course, is carried out and the screw flight of each Snail gear over a pitch distance too several, at least three, preferably more than three Has grooves.

Nach der Erfindung hat es sich auch als empfehlenswert herausgestellt, mindestens die in Drehrichtung vorne liegende Nutflanke mit einer Winkellage zur Schnecken achse vorzusehen, die wenigstens annähernd dem Stei gungswinkel der Nuten am Schneckenumfang entspricht.According to the invention, it has also been recommended exposed, at least the front in the direction of rotation lying groove flank with an angular position to the screws provide axis that is at least approximately the Stei angle of the grooves on the screw circumference corresponds.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegen standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing is an embodiment of the counter state of the invention. Show it:

Fig. 1 die Seitenansicht eines Teils eines Doppel schnecken-Extruders teilweise im Schnitt, Fig. 1 is a side view of a portion of a twin screw extruder, partly in section,

Fig. 2 in der Draufsicht den erfindungswesentlichen Teilbereich eines gegenläufigen Doppelschnec ken-Extruders und Fig. 2 in plan view the essential part of the invention of an opposing double-screw extruder and

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine einzelne Extru derschnecke im Bereich der erfindungswesent lichen Schneckenzone. Fig. 3 shows a cross section through a single Extru derschnecke in the area of the worm union snail zone.

Fig. 1 zeigt in Prinzipdarstellung einen Teil eines Doppelschnecken-Extruders, und zwar im wesentlichen den Einzugsbereich. Die Schnecken, von denen nur eine, die Schnecke 1, sichtbar ist, sind in einem Gehäuse 102 angeordnet. Sie werden von einem Motor 103 über ein Untersetzungsgetriebe 104 angetrieben. Mit 105 ist die Einzugszone bezeichnet, in der sich der Einlauftrichter 106 befindet. Fig. 1 shows in principle a part of a twin-screw extruder, essentially the feed area. The screws, of which only one, the screw 1 , is visible, are arranged in a housing 102 . They are driven by a motor 103 via a reduction gear 104 . With 105 the feed zone is designated, in which the inlet funnel 106 is located.

Besonders bei der Herstellung von Kunststoffolien, vornehmlich PVC-Folien, auf Großkalandern ist es wich tig, daß das bei der vorhergehenden Folienherstellung entstandene Randstreifen- bzw. Abfallmaterial wieder verwertet, nämlich in die für die nachfolgende Folien herstellung plastifizierte Schmelze eingearbeitet wird.Especially in the production of plastic films, primarily PVC films, it is important on large calenders tig that in the previous film production resulting verge or waste material again recycled, namely in that for the subsequent slides manufacturing plasticized melt is incorporated.

Dabei kommt es nicht nur darauf an, das Randstreifen bzw. Abfallmaterial mit möglichst geringem technischem Aufwand zu verarbeiten, sondern es ist besonders wich tig, daß seine Plastifizierung ohne thermische Schädi gung vorgenommen werden kann.It is not just a question of the edge strip or waste material with the lowest possible technical Processing effort, but it is particularly important tig that its plasticization without thermal damage can be made.

Es werden deshalb die Folien-Randstreifen bzw. das Abfallmaterial - sozusagen im Inline-Verfahren - direkt in die beiden Schnecken 1 und 2 des Schneckenpaares eines gegenläufigen Doppelschnecken-Extruders einge speist, von dem in Fig. 2 der Zeichnung der Einfachheit halber jeweils nur ein kurzes Teilstück der Einzugszone 105 dargestellt ist. Dabei wird vorausgesetzt, daß jede der beiden Schnecken 1 und 2 als eine Mehrzonen-Schnecke ausgebildet ist, bei der also mehrere aufeinanderfolgen de Schneckenzonen unterschiedliche Ausbildung haben und jeweils eine dieser Schneckenzonen im Extruder die Einzugszone bildet, von der in Fig. 2 wiederum nur ein Teilstück dargestellt ist. It is therefore the film edge strips or the waste material - so to speak in the inline process - fed directly into the two screws 1 and 2 of the screw pair of a counter-rotating twin-screw extruder, of which only one in Fig. 2 of the drawing for the sake of simplicity short section of the feed zone 105 is shown. It is assumed that each of the two screws 1 and 2 is designed as a multi-zone screw, in which several successive de screw zones have different designs and each of these screw zones forms the feed zone in the extruder, of which only one in FIG. 2 Section is shown.

Die aus Fig. 2 ersichtlichen beiden Extruderschnecken 1 und 2 haben eine mehrgängige, nämlich zweigängige, Ausbildung. Folglich trägt die Schnecke 1 auf ihrem Kern 1a zwei Schneckenstege 1b und 1c, während vom Kern 2a der Schnecke 2 in entsprechender Weise die beiden Schneckenstege 2b und 2c abstehen.The two extruder screws 1 and 2 shown in FIG. 2 have a multi-course, namely two-course, design. Consequently, the screw 1 carries on its core 1 a two screw webs 1 b and 1 c, while the two screw webs 2 b and 2 c protrude from the core 2 a of the screw 2 in a corresponding manner.

Durch die Schneckenstege 1b und 1c werden an der Schnecke 1 die beiden Schneckengänge 3a und 3b abge grenzt, während in entsprechender Weise durch die Schneckenstege 2b und 2c an der Schnecke 2 die Schnec kengänge 4a und 4b abgegrenzt sind.Through the screw flights 1 b and 1 c, the two screw flights 3 a and 3 b are delimited on the screw 1 , while in a corresponding manner the screw flights 4 a and 4 b are delimited by the screw flights 2 b and 2 c on the screw 2 .

Für den vorgesehenen Einsatzzweck des gegenläufigen Doppelschnecken-Extruders, also zur Wiederverwertung und Verarbeitung von bei der Folienherstellung anfallendem Randstreifen- bzw. Abfallmaterial, ist es wichtig, daß die Schneckenstege 1b und 1c sowie 2b und 2c im Bereich der Einzugszone an ihrem Umfang mit Nuten 5a und 5b bzw. 6a und 6b versehen sind, wie das in Fig. 2 an beiden Schnecken 1 und 2 gezeigt ist. Dabei sind an jedem der Schneckenstege 1b und 1c bzw. 2b und 2c jeweils über einen Steigungsabstand hinweg mehrere, gemäß Fig. 3 drei Nuten 5a und 5b bzw. 6a und 6b gleichmäßig über den Schneckenumfang verteilt angeordnet. Sie weisen also zueinander jeweils einen Winkelabstand von 120° auf, wie das in Fig. 3 an der Schnecke 1 für den Schneckensteg 1b und die Nuten 5a gezeigt ist.For the intended use of the counter-rotating twin-screw extruder, i.e. for recycling and processing the edge strips or waste material arising from film production, it is important that the screw webs 1 b and 1 c and 2 b and 2 c in the area of the feed zone on their Scope with grooves 5 a and 5 b or 6 a and 6 b are provided, as shown in Fig. 2 on both screws 1 and 2 . In this case, several, according to FIG. 3, three grooves 5 a and 5 b or 6 a and 6 b are evenly distributed over the screw circumference at each of the screw webs 1 b and 1 c or 2 b and 2 c over a pitch distance. They are each at an angular distance of 120 ° to one another, as is shown in FIG. 3 on the screw 1 for the screw web 1 b and the grooves 5 a.

Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß die Nuten 5a, 5b bzw. 6a, 6b über die aufeinanderfolgenden Schneckengänge 3a, 3b bzw. 4a, 4b hinweg mit einer zur Schneckensteigung gleichgerichteten Steigung am Umfang der Schneckenstege 1b und 1c bzw. 2b und 2c angeordnet sind. Bei der rech ten Schnecke 1 haben also die Schneckenstege 1b und 1c und die darin vorgesehenen Nuten 5a und 5b Rechtsstei gung. Demgegenüber weisen bei der linken Schnecke 2 die Schneckenstege 2b und 2c und die darin vorgesehenen Nuten 6a und 6b Linkssteigung auf. Die Schneckenstege 1b und 1c der Schnecke 1 stehen mit den Schneckengängen 4a und 4b der Schnecke 2 in Eingriff, während umgekehrt die Schneckenstege 2b und 2c der Schnecke 2 Eingriff mit den Schneckengängen 3a und 3b der Schnecke 1 haben.From Fig. 2 it can be seen that the grooves 5 a, 5 b and 6 a, 6 b over the successive screw flights 3 a, 3 b and 4 a, 4 b with an incline equal to the screw pitch on the circumference of the screw webs 1 b and 1 c or 2 b and 2 c are arranged. In the case of the right-hand worm 1 , the worm webs 1 b and 1 c and the grooves 5 a and 5 b provided therein have a slope to the right. In contrast, in the case of the left screw 2, the screw webs 2 b and 2 c and the grooves 6 a and 6 b provided therein have a left slope. The screw flights 1 b and 1 c of the screw 1 are in engagement with the screw flights 4 a and 4 b of the screw 2 , while conversely the screw flights 2 b and 2 c of the screw 2 have engagement with the screw flights 3 a and 3 b of the screw 1 .

Erkennbar ist aus Fig. 2 der Zeichnung auch, daß die Nuten 5a und 5b bzw. 6a und 6b auf den Schneckenstegen 1b und 1c bzw. 2b und 2c bei gleicher Steigungsrichtung einen anderen Steigungswinkel aufweisen, als die Schneckenstege 1b und 1c bzw. 2b und 2c und die Schneckengänge 3a und 3b bzw. 4a und 4b. Bewährt hat es sich, wenn der Steigungswinkel für die Anordnung der Nuten 5a und 5b bzw. 6a und 6b zum Steigungswinkel der Schneckenstege 1b und 1c bzw. 2b und 2c in einem Ver hältnis steht, das zwischen 3 : 1 und 4 : 1 liegt und dabei vorzugsweise etwa 3,7:1 betragen kann.It can also be seen from FIG. 2 of the drawing that the grooves 5 a and 5 b or 6 a and 6 b on the screw webs 1 b and 1 c or 2 b and 2 c have a different pitch angle than the one with the same pitch direction Screw flights 1 b and 1 c or 2 b and 2 c and the screw flights 3 a and 3 b or 4 a and 4 b. It has proven useful if the pitch angle for the arrangement of the grooves 5 a and 5 b or 6 a and 6 b relative to the pitch angle of the screw webs 1 b and 1 c or 2 b and 2 c is in a ratio between 3 : 1 and 4: 1 and can preferably be about 3.7: 1.

Der Steigungswinkel für die Nuten 5a und 5b auf den Stegen 1b und 1c der Schnecke 1 ist in Fig. 2 mit der Bezugszahl 7 gekennzeichnet, während der entsprechende Steigungswinkel für die Nuten 6a und 6b an den Stegen 2b und 2c der Schnecke 2 die Bezugszahl 8 hat.The pitch angle for the grooves 5 a and 5 b on the webs 1 b and 1 c of the screw 1 is identified in FIG. 2 with the reference number 7 , while the corresponding pitch angle for the grooves 6 a and 6 b on the webs 2 b and 2 c of the screw 2 has the reference number 8 .

In Fig. 2 der Zeichnung ist darüber hinaus auch noch zu sehen, daß mindestens die in Drehrichtung der jeweiligen Schnecke 1 oder 2 vorne liegende Flanke 9a und 9b oder 10a und 10b der Nuten 5a und 5b oder 6a und 6b eine Winkellage relativ zur Schneckenachse hat, die wenig stens annähernd mit dem Steigungswinkel 7 oder 8 der Nuten 5a und 5b oder 6a und 6b am Schneckenumfang über einstimmt.In Fig. 2 of the drawings is in addition also be seen that at least the front in the direction of rotation of the respective screw 1 or 2 edge 9 a and 9 b or 10 a and 10 5 b of the grooves a and 5 b or 6 a and 6 b has an angular position relative to the screw axis, which is at least approximately the same as the pitch angle 7 or 8 of the grooves 5 a and 5 b or 6 a and 6 b on the screw circumference.

Claims

1. extruder for processing the edge strip or waste material resulting from the production of the film into the melt, which in particular serves to produce the film on large calenders,
in which the screw has several successive screw zones with different configurations, one of which forms the feed zone in the extruder and in which the screw webs in the area of the feed zone are provided on their periphery with grooves which have an arrangement distributed uniformly in the circumferential direction,
characterized,
that the extruder is a counter-rotating twin-screw extruder in which one screw ( 1 ) is designed to rise to the right and the other screw ( 2 ) is designed to rise to the left
and that the grooves ( 5 a, 5 b or 6 a, 6 b) in the screw flights ( 1 b, 1 c or 2 b, 2 c) of both screws 1 or 2 ) over the successive screw flights ( 3 a, 3 b and 4 a, 4 b) are respectively provided with helix angles ( 7 and 8 ) which are rectified but different from the screw pitch.

2. Extruder according to claim 1, characterized in that the pitch angle ( 7 or 8 ) of the grooves ( 5 a, 5 b or 6 a, 6 b) on the screw circumference to the pitch angle of the screw flights is in a ratio between 3: 1 and 4: 1, preferably about 3.7: 1.

3. Extruder according to one of claims 1 and 2, characterized in that the screw ( 1 or 2 ) has multiple threads, namely at least two threads ( 3 a, 3 b or 4 a, 4 b) and the screw flight ( 1 b and 1 c or 2 b and 2 c) of each screw flight ( 3 a, 3 b or 4 a, 4 b) over a pitch distance also several, at least three, preferably more than three grooves ( 5 a, 5 b or 6 a, 6 b).

4. Extruder according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least the front flank in the direction of rotation ( 9 a, 9 b or 10 a, 10 b) of the grooves ( 5 a, 5 b or 6 a, 6 b) has an angular position to the screw axis, which corresponds at least approximately to the pitch angle ( 7 or 8 ) of the grooves ( 5 a, 5 b or 6 a, 6 b) on the screw circumference.