DE1554981B1

DE1554981B1 - EXTRUSION DISC PRESS FOR Viscous MATERIALS, IN PARTICULAR SPECIAL VISCOSE PLASTICS

Info

Publication number: DE1554981B1
Application number: DE19631554981
Authority: DE
Inventors: Westover Robert Franklin
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1962-11-08
Filing date: 1963-09-05
Publication date: 1971-06-24
Also published as: US3123861A

Description

diesem Betrieb bestehen, können der Druck und die Ausflußmenge theoretisch auf jeden Wert erhöht werden.This operation exist, the pressure and the flow rate can theoretically be increased to any value will.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigtAn embodiment of the invention is as follows explained in more detail with reference to the drawings. In these shows

Fig. 1 eine geschnittene Vorderansicht der Scheibenstrangpresse, Fig. 1 is a sectional front view of the disk extruder,

Fig. 2 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht der Scheiben,Fig. 2 is a partially cut-away perspective View of the panes,

Fig. 3A eine schematische Darstellung der Druckverteilung in Abhängigkeit von der geometrischen Ausbildung der Arbeitsflächen der Scheiben,Fig. 3A is a schematic representation of the Pressure distribution depending on the geometric design of the working surfaces of the discs,

Fig. 3B eine schematische Darstellung der Druckverteilung bei einer Alternativform der Scheiben, Fig. 3B is a schematic representation of the Pressure distribution with an alternative form of the panes,

Fig. 4 eine geschnittene Vorderansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das für das StrangFigure 4 is a sectional front view of a preferred one Embodiment that applies to the strand

worden. Es ist auch bei Zentripetal-Extrudern be- ίο Kombinationen zur Verfügung. Da keine Begrenkannt, ein Plattenpaar auf einer Achse in einem zungen für die Größe der Scheibenstrangpresse bei Abstand zu montieren, der einen Extruderkanal bestimmt, wobei innenliegend eine Förderschnecke
vorgesehen ist. Des weiteren ist es bekannt, bei
einem Kugelkneter von einer Materialzuführungs- 15
kammer mittels einer Schnecke plastisches Material
in einen kugelartig gewölbten Hohlraum zu fördern,
in welchem das Material geknetet wird, wobei jedoch
die Kraftverteilung über den Friktionsweg hin annähernd gleichmäßig bleibt.been. It is also available for centripetal extruders in ίο combinations. Since there is no limitation to mount a pair of plates on an axis in a tongue for the size of the disk extruder at a distance that defines an extruder channel, with a screw conveyor inside
is provided. Furthermore, it is known at
a ball kneader from a material feed 15
chamber plastic material by means of a screw
to convey into a spherically curved cavity,
in which the material is kneaded, however
the force distribution over the friction path remains approximately uniform.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Strangpresse, die besonders für das Strangpressen von Kunststoffmaterialien geeignet ist, zu verbessern, so daß bei einfachem Aufbau eine erhöhte Anpassungsfähigkeit an sich andernde Betriebserfordernisse gewährleistet ist.The present invention is based on the object of an extruder that is particularly for the extrusion of plastic materials is suitable to improve, so that with easy Building an increased adaptability to changing Operational requirements is guaranteed.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Strangpresse der eingangs genannten Art die Arbeitsfläche
der einen Scheibe am Umfang mehrere nebeneinanderliegende sektorförmige und nicht ebene Schräg- 30 pressen von Kunststoff geeignet ist, flächen aufweist, die hydrodynamisch mit der Einlaß- F i g. 5 eine Ansicht der feststehenden Scheibe derThe invention consists in that in an extruder of the type mentioned above, the work surface
the one disc on the circumference of several adjacent sector-shaped and non-planar inclined presses of plastic is suitable, has surfaces that are hydrodynamically linked to the inlet F i g. 5 is a view of the stationary disk of FIG

Öffnung und der Auslaßöffnung in Wirkverbindung Strangpresse nach Fig. 4 und bringbar sind. Fig. 6 eine graphische Darstellung der Austritts-Opening and the outlet opening in operative connection extrusion press according to FIGS. 4 and are bringable. Fig. 6 is a graphic representation of the exit

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Scheiben- menge in Abhängigkeit vom Druck für die Strangstrangpresse besteht darin, daß jede nicht ebene 35 presse nach Fig. 4, die für Polyäthylen gilt. Schrägfläche in Richtung des Umfangs in eine erste Fig. 1 zeigt die Scheibenstrangpresse mit einemAn advantageous embodiment of the number of slices as a function of the pressure for the extruder consists in that any non-flat press according to FIG. 4, which applies to polyethylene. Inclined surface in the direction of the circumference in a first Fig. 1 shows the disk extrusion press with a

ebene Fläche und eine abgestufte zweite ebene abgedichteten Gehäuse aus zwei aneinander ange-Fläche aufgeteilt ist, wobei sich die Verbindung zu paßten Gehäuseabschnittenil und 12, die durch der Auslaßöffnung an der radial zwischen den beiden Bolzen 13 und 14 zusammengehalten werden. Innerebenen Flächen sich erstreckenden Trennungslinie 40 halb des Gehäuses befindet sich eine Kammer 15, befindet. die die rotierende Scheibe 16 hält. Die Scheibe 16flat surface and a stepped second flat sealed housing made up of two mutually-joined surfaces is divided, with the connection to fitted housing sectionsil and 12, which through the outlet opening are held together radially between the two bolts 13 and 14. Inner levels Surface extending dividing line 40 half of the housing is a chamber 15, is located. which holds the rotating disk 16. The disk 16

ist auf der von den Lagern 18 und 19 getragenen Rotorwelle 17 befestigt. Das Lager 18 ist ein Radiallager, während das Lager 19 vorzugsweise ein axialesis mounted on the rotor shaft 17 carried by the bearings 18 and 19. The bearing 18 is a radial bearing, while the bearing 19 is preferably an axial

rend des Betriebs durch eine axiale Verlagerung 45 Drucklager ist, um die auf die Rotorwelle rückwireiner Scheibe einstellbar ist. kenden Kräfte aufzunehmen. Auf der Innenseite desEnd of operation by an axial displacement 45 thrust bearing is to rewire on the rotor shaft Disc is adjustable. absorbing forces. On the inside of the

Mit Vorteil sind in einer Scheibe radiale Schlitze Gehäuseabschnitts 12 ist eine Scheibe 20 befestigt, zur hydrodynamischen Verbindung der Einlaß- und auf der eine Anzahl von sich radial gegenüberliegender Auslaßöffnung angeordnet. ^den Gleitsteinen verteilt ist. Die Ausbildung und Eine zu bevorzugende Ausführungsform zeichnet 5o Funktion der Gleitsteine ergibt sich aus der Besieh dadurch aus, daß die radialen Schlitze in einer Schreibung der Fig. 2.A disk 20 is advantageously fastened in a disk in the housing section 12, for the hydrodynamic connection of the inlet opening and on which a number of radially opposite outlet openings are arranged. ^the sliding blocks is distributed. The design and function of the sliding blocks is characterized by the fact that the radial slots in a notation in FIG.

Scheibe als Zuführungsschlitze für die hydrodyna- Die Einlaßöffnung 21 und die Auslaßöffnung 22Disc as feed slots for the hydrodynamic The inlet opening 21 and the outlet opening 22

mische Verbindung mit der Einlaßöffnung ausgebil- stehen auf die gezeigte Weise mit der inneren Kamdet sind und daß zusätzliche Ausgangsschlitze auf mer in Verbindung. Die Bolzen 23 und 24 halten der anderen Scheibe für die Verbindung mit der 55 die Scheibe 20 im Gehäuse fest. An kritischen Punk-Auslaßöffnung vorgesehen sind. ten der Anordnung stellen ringförmige Dichtungen In ihrer Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß 25, 26 und 27 einen flüssigkeitsdichten Abschluß die Einlaßöffnung in der Nähe der Achse der einen dar. Für Flüssigkeiten kleiner Viskosität ist eine Scheibe angeordnet ist. Ferner ist es vorteilhaft, Flüssigkeitsdichtung 28 an der Rotorwelle zu empwenn die Einlaßöffnung zwischen den Scheiben am ⁶° fehlen. Die zurückspringenden Abschnitte 29 und Umfang und die Auslaßöffnung koaxial angeordnet 30 in der Scheibe 20 stellen sich radial nach außen ist. Hierbei ist es zweckmäßig, daß der Anschluß erstreckende Auslaßnuten dar, die in Fig. 2 perder gemeinsamen Auslaßöffnung vom Anschluß der spektivisch dargestellt sind.mixed connection with the inlet opening are formed in the manner shown with the inner chamber and that additional outlet slots are in connection. The bolts 23 and 24 hold the other disk for the connection with the 55, the disk 20 in the housing. Are provided at critical point outlet opening. th of the arrangement represent annular seals. In its development it is proposed that 25, 26 and 27 form a liquid-tight seal the inlet opening near the axis of the one. A disc is arranged for liquids of low viscosity. It is also advantageous to have a liquid seal 28 on the rotor shaft if the inlet opening between the disks at ⁶ ° is missing. The recessed portions 29 and circumference and the outlet opening arranged coaxially 30 in the disc 20 are positioned radially outward. In this case, it is expedient that the connection represent extending outlet grooves which are shown in perspective in FIG. 2 by the common outlet opening from the connection.

Einlaßöffnung durch einen Abstand getrennt ist, der Die Auslaßnuten führen in Kanäle 31 und 32,The inlet opening is separated by a distance that The outlet grooves lead into channels 31 and 32,

zwischen dem 0,5fachen und dem 0,8fachen der 65 die sich durch die Scheibe erstrecken und in einerbetween 0.5 and 0.8 times the 65 extending through the disc and in one

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform sind die Scheiben im Abstand voneinander angeordnet, wobei der Abstand zwischen den Scheiben wäh-According to an expedient embodiment, the disks are arranged at a distance from one another, the distance between the panes being

Breite jeder nicht ebenen Schrägfläche liegt. Es ist vorteilhaft, wenn die Auslaßöffnung in einer Preßform endet.Width of any inclined surface that is not flat. It is advantageous if the outlet opening is in a compression mold ends.

ringförmig verlaufenden Kammer 33 enden. Die Flüssigkeit tritt dann durch die Auslaßöffnung 22 aus. Es kann eine Anzahl von Auslaßöffnungenannular chamber 33 ends. The liquid then passes through the outlet port 22 the end. There can be a number of outlet openings

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vorgesehen werden. In vielen Fällen ist es jedoch Flüssigkeit als für den Fall, wenn der Einlaß und derare provided. In many cases, however, it is liquid than when the inlet and the

vorteilhaft, nur an einer Stelle einen Auslaß zu Auslaß in der sich drehenden Scheibe vorgesehenadvantageous to provide an outlet to outlet in the rotating disk only at one point

haben. Zur Entfernung restlicher Flüssigkeit ist ein werden müssen.to have. Removal of residual fluid is a must.

Entlüftungsloch 34 vorgesehen. Bei einer weiteren Anordnung ist eine zweiteVent hole 34 is provided. Another arrangement is a second

Fig. 2 zeigt die Scheibe20 im einzelnen. Sie 5 stationäre Scheibe im Innern der Kammer auf demFig. 2 shows the disk 20 in detail. You 5 stationary disc inside the chamber on the

besteht aus einer Vielzahl von sektorförmigen Gehäuseabschnitt 11 befestigt. In diesem Fall findetconsists of a plurality of sector-shaped housing section 11 attached. In this case it takes place

Flächen wie 40, 41, 42 und 43. Jeder Sektor ist ein aktives Fördern der Flüssigkeit sowohl auf derAreas like 40, 41, 42 and 43. Each sector is actively conveying the liquid on both the

durch Zuführungsschlitze 44, 45, 46 und 47 begrenzt. Vorder- als auch auf der Rückseite der rotierendenlimited by feed slots 44, 45, 46 and 47. Front and back of the rotating

Die Schlitze stehen mit der zentralen Zuführungs- Scheibe statt. Bei einer solchen Ausbildung wird Öffnung21 in Verbindung, wie in Fig. 1 gezeigt. io die Förderkapazität verdoppelt und der Druck zwi-The slots are in place with the central feed disc. With such a training will Port 21 in connection as shown in FIG. io doubled the conveying capacity and the pressure between

Für die richtige Zuführung der meisten Stoffe sind sehen der Rotorwelle und dem Gehäuse ausge-The rotor shaft and the housing are designed for the correct feeding of most substances.

die Schlitze vorzugsweise wenigstens 1,27 mm tief. glichen.the slots are preferably at least 1.27 mm deep. resembled.

Im Abstand von der stationären Scheibe 20 ist die Die Flüssigkeitszuführung erfolgt bei dem gezeigrotierende Scheibe 16 angeordnet, die sich mit Hilfe ten Beispiel mit Hilfe einer axial angeordneten Einder Rotorwelle 17 in einer Richtung dreht. Die 15 laßöffnung, wobei die Flüssigkeitszuführung zu den Außenfläche jedes Gleitsteins ist in der Drehrichtung Zuführungsschlitzen durch die Zentrifugalkraft under Scheibe 16 nach oben geneigt. In der Außen- terstützt wird. Eine solche Anordnung ist zwar wünfläche jedes Gleitsteins sind sich radial nach außen sehenswert, die Zuführung kann jedoch auch am erstreckende Ausgangsschlitze 48, 49, 50 und 51 an- Umfang der stationären Scheibe angeordnet werden, geordnet. Mit jedem Ausgangsschlitz ist je ein Kanal 20 oder es kann auch eine doppelte Zuführung vorge-31 und 32 (Fig. 1) verbunden, der in der gemein- sehen werden, die sowohl zentral als auch am Umsamen ringförmigen Kammer 33 (Fig. 1) endet. fang angeordnet ist. Beim Strangpressen von StoffenAt a distance from the stationary disk 20, the liquid is supplied in the case of the rotating pointer Washer 16 arranged, which is with the help of th example with the help of an axially arranged Einder Rotor shaft 17 rotates in one direction. The 15 let opening, the liquid supply to the The outer surface of each sliding block is in the direction of rotation feed slots by the centrifugal force under Disk 16 inclined upwards. In the outside there is support. Such an arrangement is indeed wünfläche each sliding block are worth seeing radially outwards, but the feed can also be on extending exit slots 48, 49, 50 and 51 are arranged on the periphery of the stationary disc, orderly. With each exit slot there is a channel 20 or a double feed 31 can also be provided and 32 (Fig. 1) connected, which are seen in the common, both central and peripheral annular chamber 33 (Fig. 1) ends. catch is arranged. When extruding fabrics

Die Arbeitsweise der Scheibenstrangpresse ist mit kleiner Viskosität, z. B. Flüssigkeiten, ist esThe operation of the disk extruder is with low viscosity, e.g. B. Liquids, it is

folgende. Die viskose Flüssigkeit tritt in die Einlaß- bei einer Zuführung am Umfang im allgemeinenthe following. The viscous liquid generally enters the inlet with a peripheral feed

Öffnung 21 ein und verteilt sich in jeden Zuführungs- 25 erforderlich, einen positiven Druck in der FlüssigkeitOpening 21 and distributes itself in each feed 25 required a positive pressure in the liquid

schlitz 44, 45, 46 oder 47. Die Bewegung der Scheibe an der Einführungsöffnung aufrecht zu erhalten.slot 44, 45, 46 or 47. To maintain the movement of the disc at the insertion opening.

16 verteilt die Flüssigkeit über die Gleitsteine. Die Die Auslaßeinrichtung besteht vorzugsweise aus16 distributes the liquid over the sliding blocks. The outlet device preferably consists of

Keilwirkung erzeugt einen Druck, der zur Mitte einem radialen Schlitz, der sich über den größerenWedge action creates a pressure towards the center of a radial slot that extends across the larger one

der Gleitsteine zunimmt, und dort wird die Flüssig- Teil des Gleitsteins erstreckt. Wie durch die Druck-the sliding block increases, and there the liquid part of the sliding block extends. As by the pressure

keit durch die Ausgangsschlitze 48, 49, 50 oder 51 30 verteilung entsprechend den Fig. 3 A und 3 B bereitsspeed through the output slots 48, 49, 50 or 51 30 distribution according to FIGS. 3A and 3B already

nach außen gedrückt. nahegelegt, werden die Auslaßschlitze am günstig-pushed outwards. suggested, the outlet slots are most favorable

In den Fig. 3 A und 3B ist der sich ausbildende sten bei dem 0,5fachen bis 0,8fachen Wert der Druck schematisch dargestellt. Fig. 3A zeigt eine Gesamtbreite des Gleitsteins, gemessen in Flußgeneigte Arbeitsfläche 60 mit konstanter Steigung, richtung der Flüssigkeit, angeordnet,
die dem Gleitstein entspricht. Die Rotorfläche ist 35 Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Scheibei 61 dargestellt. Durch die relative Bewegung zwi- benstrangpresse ist in F i g. 4 gezeigt. Diese Strangschen den beiden Flächen wird die gezeigte Druck- presse ist besonders für das Strangpressen von Verteilung in der Flüssigkeit 62 erzeugt. Die Flüssig- Kunststoffen geeignet, wobei noch Merkmale zukeit wird am günstigsten am Punkte kleinsten sätzlich vorgesehen oder abgeändert worden sind, Druckes eingeführt und der Auslaß befindet sich 40 um eine Anpassung an diese spezielle Anwendung vorzugsweise am Punkte höchsten Druckes, obwohl zu erreichen.3A and 3B, the most developing at 0.5 to 0.8 times the value of the pressure is shown schematically. Fig. 3A shows a total width of the sliding block, measured in the flow-sloping work surface 60 with a constant slope, in the direction of the liquid, arranged,
which corresponds to the sliding block. The rotor surface is shown at 61. A preferred embodiment of the disk is shown at 61. As a result of the relative movement of the intermediate extrusion press, FIG. 4 shown. The printing press shown is produced especially for the extrusion of distribution in the liquid 62. The liquid plastics are suitable, with additional features added or modified at the point of lowest pressure introduced and the outlet is located 40 in order to adapt to this special application, preferably at the point of highest pressure, though.

auch abweichende Anordnungen gewünschtenfalls Fig. 4 zeigt ein Gehäuse70 mit einer innerenalso deviating arrangements, if desired. FIG. 4 shows a housing 70 with an inner

vorgesehen werden können. zylindrischen Kammer 71. In dem Gehäuse ist mitcan be provided. cylindrical chamber 71. In the housing is with

Fig. 3 B zeigt einen Gleitstein abgeänderter Aus- Hilfe des Lagers 72 eine Rotorwelle 73 drehbar führung. Hier wird die Druckzunahme mit Hilfe 45 gelagert, die in die drehbare Scheibe 74 geschraubt einer Stufe erreicht; die Oberfläche 64 der rotieren- ist. Die feststehende Scheibe 75 ist auf der Stirnseite den Scheibe drückt die Flüssigkeit gegen den An- der Kammer 71 auf einer Stirnplatte 76 befestigt und stieg 65 des Gleitsteins und in den Bereich 66 mit steht der Arbeitsfläche der Scheibe 74 gegenüber, verkleinertem Querschnitt. Die zugehörige Druck- Die Strangpresse nach Fig. 4 verwendet eine festverteilung ist ähnlich der in Fig. 3 A, wobei der 50 stehende Scheibe mit Gleitsteinen der in Fig. 3B Punkt maximalen Druckes an der Stufe auftritt. Aus gezeigten Art. Es handelt sich dabei um eine Ausdiesem Grunde wird der Ausgangsschlitz Vorzugs- bildung mit parallelen Stufen, die sich für das weise nahe dieser Stufe angeordnet. Strangpressen von Kunststoffen als besonders ge-Fig. 3B shows a sliding block modified with the help of the bearing 72 a rotor shaft 73 rotatable guide. Here the pressure increase is supported by means of 45 which are screwed into the rotatable disk 74 reached a stage; the surface 64 which is rotating. The fixed disk 75 is on the front side The disk presses the liquid against the end of the chamber 71 attached to an end plate 76 and rose 65 of the sliding block and in the area 66 with faces the working surface of the disc 74, reduced cross-section. The associated pressure The extruder according to Fig. 4 uses a fixed distribution is similar to that in Fig. 3A, with the 50 standing disk with sliding blocks that in Fig. 3B Point of maximum pressure occurs at the step. Of the kind shown. It is an ausdism Basically, the exit slot is preferential formation with parallel stages, which are suitable for the wisely placed near this stage. Extrusion of plastics as a particularly

Es ist eine große Zahl abweichender geometrischer eignet herausgestellt hat. Die Ausbildung der Ar-Ausbildungen der Gleitsteine geeignet. Um einen 55 beitsfläche der feststehenden Scheibe ist im einzelnen positiven Pressendruck zu erhalten, ist es nur wesent- in F i g. 5 dargestellt. Wie in F i g. 4 gezeigt, ist eine lieh, daß eine der sich gegenüberstehenden Scheiben- Zuführung am Umfang an Stelle einer zentralen flächen wenigstens einen Bereich aufweist, der dich- Zuführung vorgesehen, da das zugeführte Material ter an der anderen Scheibenfläche angeordnet ist, als für Strangpressen üblicherweise in Form fester Pillen wenigstens ein anderer Bereich. Dadurch wird auch 60 oder Körner vorliegt, und die in Fig. 4 gezeigte ein sich kontinuierlich ändernder Abstand nahe- Zuführungsanordnung am Umfang eine bequeme gelegt. Zuführung unter Zuhilfenahme der Schwerkraft ge-It has turned out a large number of deviating geometrical suitable. The training of the Ar trainings suitable for sliding blocks. Around a 55 beitsfläche the fixed disc is in detail To obtain positive press pressure, it is only essential in FIG. 5 shown. As in Fig. 4 is a lent that one of the opposing disk feeder on the circumference instead of a central one surfaces has at least one area that you-supply provided, since the supplied material ter is arranged on the other disk surface than for extrusion usually in the form of solid pills at least one other area. As a result, 60 or grains are also present, and that shown in FIG. 4 a continuously changing spacing near-circumferential feed arrangement is a convenient one placed. Feeding with the aid of gravity

Es ist möglich, daß die Gleitsteine entweder auf stattet. Der Materialfluß ist bei der Zuführung amIt is possible that the sliding blocks equip either on. The material flow is at the feed

der stationären Scheibe oder der drehbaren Scheibe Umfang etwas einfacher gestaltet als bei axialer Zu-the stationary disc or the rotatable disc circumference is somewhat simpler than with axial feed

oder auch auf beiden angeordnet sein können. Alter- 65 führung, da der zentrale oder axiale Bereich deror can be arranged on both. Age-65 leadership, since the central or axial area of the

nativ ist es auch möglich, beide Scheiben drehbar Stirnplatte in günstiger Weise dazu benutzt wird,natively it is also possible to use both disks rotatable faceplate in a convenient way

auszubilden. Die Ausführung nach Fig. 1 ergibt um das Material durch den radialen Kanal 79 undto train. The embodiment of FIG. 1 results in the material through the radial channel 79 and

jedoch eine einfachere Zuführung und Abnahme der die Preßform 80 auszupressen. Wie gezeigt, ist diehowever, a simpler supply and removal of the die 80 to press out. As shown, the

Stirnplatte 76 an ihrem Umfang abgeschrägt, um die Zuführung des durch die Einlaßöffnung 77 eingeführten Materials über den Durchtritt 78 zu den Scheiben zu ermöglichen. In die Stirnplatte 76 ist ein Isolierring 81 eingesetzt. Dieser Isolierring schafft die Möglichkeit, zwei Temperaturzonen, eine kalte Zone am äußeren Umfang des Zuführungskanals und eine heiße Zone vom Bereich der Druckausbildung bis zum Ende des Flußweges, aufrecht zu erhalten. Zu diesem Temperaturunterschied trägt die auf Grund des Abscherens des Kunststoffmaterials selbst erzeugte Wärme bei. Heizelemente 82 und 83 bewirken außerdem, daß das Material plastisch bleibt. Dem Heizelement 83 wird der Strom über nicht gezeigte Schleifringe zugeführt. Kühlmantel 84 und 85 halten den Umfang des Zuführungsbereiches kalt, so daß der Kunststoff nicht wesentlich aufgeheizt wird, bevor er die rotierende Scheibe 74 berührt. Der Kühlmantel 85 dient außerdem als Begrenzungsring. Wie gezeigt, liegt er an der Scheibe 74 an, um zu verhindern, daß das Material in den Raum hinter der Scheibe fließt. Der Begrenzungsring und Kühlmantel ist mit Hilfe der Druckfedern 86 und 87 und der Einstellschrauben 88 und 89 federbelastet, so daß der Kontakt mit dem Rotor aufrechterhalten bleibt, wenn dieser axial verstellt wird. Mit 90 ist eine Ausräumöffnung bezeichnet.End plate 76 beveled at its periphery in order to feed the introduced through the inlet opening 77 Allow material through passage 78 to the discs. In the face plate 76 is an insulating ring 81 is used. This insulating ring creates the possibility of two temperature zones, one cold Zone on the outer circumference of the feed channel and a hot zone from the area of pressure formation to the end of the river path. The contributes to this temperature difference heat generated due to the shearing of the plastic material itself. Heating elements 82 and 83 also cause the material to remain plastic. The current is passed to the heating element 83 not shown slip rings supplied. Cooling jackets 84 and 85 hold the perimeter of the feed area cold so that the plastic is not significantly heated before it contacts the rotating disk 74. The cooling jacket 85 also serves as a limiting ring. As shown, it rests against disk 74 to prevent the material from flowing into the space behind the disc. The limiting ring and The cooling jacket is spring-loaded with the help of the compression springs 86 and 87 and the adjusting screws 88 and 89, so that contact with the rotor is maintained when it is moved axially. At 90 is denotes a clearing opening.

Die im einzelnen in F i g. 5 dargestellte Scheibe 75 besteht aus acht mit Stufen versehenen Abschnitten. Bei Betrachtung eines einzigen Abschnitts 91 ergibt sich, daß das zugeführte Material infolge des Weissenberg-Effekts in eine Zuführungsnut 92 und radial über die Gleitsteine gezogen wird. Diese Erscheinung verlangt, daß die auf die Seheiben ausgeübte Kraft in einer Richtung rechtwinklig zur Scherkraft wirkt. Wenn daher ein viskoseelastisches Medium durch die Drehkräfte der Scheiben abgeschert wird, wird es kontinuierlich in Richtung auf die Drehachse gezogen. Durch die elastischen Eigenschaften des Kunststoffes wird er gegen den ersten, stufenförmig abgesetzten Teil 93 des Gleitsteins geführt. Der Druck wird durch die Drehung der Rotorscheibe 74 erzeugt, die das Material entsprechend dem in Fig. 3B gezeigten Prinzip gegen den erhöhten Abschnitt 94 drängt, der näher an der Scheibe liegt. Der Kunststoff wird kontinuierlich durch einen Austrittsschlitz 95 in den zugeordneten radialen Kanal 79 ausgeführt. Zum Strangpressen viskoser Materialien, wie beispielsweise Kunststoff, sind die Zuführungsnuten 92 vorzugsweise wenigstens 0,25 cm tief.The detailed in F i g. Disc 75 shown in Figure 5 consists of eight stepped sections. Looking at a single section 91 shows that the material fed as a result of the Weissenberg effect is drawn into a feed groove 92 and radially over the sliding blocks. This appearance requires that the force exerted on the discs be in a direction perpendicular to the Shear force works. Therefore, when a viscous elastic medium is sheared off by the rotational forces of the disks it is continuously pulled towards the axis of rotation. Due to the elastic properties of the plastic, it is guided against the first, stepped part 93 of the sliding block. The pressure is generated by the rotation of the rotor disk 74, which adjusts the material accordingly the principle shown in Fig. 3B urges against the raised portion 94, which is closer to the Disc lies. The plastic is continuously assigned through an outlet slot 95 radial channel 79 executed. For extrusion of viscous materials such as plastic, the feed grooves 92 are preferably at least 0.25 cm deep.

Diese bestimmte Ausbildung unter Verwendung von Gleitsteinen mit parallelen Stufen hat sich zwar als brauchbar herausgestellt, es können jedoch auch andere Ausbildungen der Gleitsteine verwendet werden. Es ist wiederum nur erforderlich, daß der Spalt zwischen der drehbaren und der feststehenden Scheibe veränderliche Größe aufweist, und daß die Ausgangsöffnung zwischen einem Bereich größten Abstands und einem Bereich kleinsten Abstands liegt. Es hat sich gezeigt, daß zum Strangpressen von Kunststoff insbesondere sehr kleine Abstände in der Größenordnung von 0,015 Zoll (0,038 cm) bis 0,025 Zoll (0,063 cm) brauchbar sind.This particular training using sliding blocks with parallel steps has indeed found to be useful, but other designs of the sliding blocks can also be used. Again, it is only necessary that the gap between the rotatable and the fixed Disk of variable size, and that the exit opening is largest between a range Distance and an area of smallest distance. It has been shown that for extrusion of plastic especially very small spaces on the order of 0.015 inches (0.038 cm) to 0.025 inches (0.063 cm) are useful.

Zur Erläuterung eines bestimmten Strangpreß-Betriebs soll das folgende Beispiel gegeben werden.The following example is given to illustrate a particular extrusion operation.

Bei der verwendeten Scheibenstrangpresse hatten die Scheiben je einen Durchmesser von 15,24 cm.In the disk extruder used, the disks each had a diameter of 15.24 cm.

Die feststehende Scheibe trug acht Gleitsteine mit einer durchschnittlichen Steinbreite von 6,35 cm. Die Höhe der Stufe (Anstieg 65 in F i g. 3 B) betrug 0,020ZoIl (0,051cm) und die Spaltbreite (bei 66 in Fig. 3B) war 0,060ZoIl (0,152cm). Der Auslaßschlitz war nahe der Stufe angeordnet und hatte einen Abstand von etwa 3,56 cm von der Zuführungsnut. Es hat sich gezeigt, daß diese Konstruktion zum Strangpressen einer Vielzahl von Polymeren brauchbar ist, beispielsweise Niederdruck-Polyäthylen, Hochdruck-Polyäthylen, entspanntes Polyäthylen, Polystyrol, festes oder entspanntes Polypropylen, Zellulose-Acetate, Zellulose-Acetat-Butyrat oder Nylon. Die Betriebsbedingungen für Polyäthylen sind beispielsweise die folgenden:The fixed disk carried eight sliding blocks with an average block width of 6.35 cm. The height of the step (slope 65 in FIG. 3 B) was 0.020 inches (0.051 cm) and the width of the gap (at 66 in Figure 3B) was 0.060 inch (0.152 cm). The outlet slot was located near the step and about 3.56 cm from the feed groove. It has been found that this construction can be used to extrude a wide variety of polymers is useful, for example, low-pressure polyethylene, high-pressure polyethylene, relaxed polyethylene, Polystyrene, solid or relaxed polypropylene, cellulose acetates, cellulose acetate butyrate or nylon. The operating conditions for polyethylene are, for example, the following:

Viskosität: 10³ gr/cm/Sekunde Drehzahl der Scheibe: 200 Umdrehungen/ MinuteViscosity: 10 ³ gr / cm / second. Speed of the disk: 200 revolutions / minute

Austrittsgeschwindigkeit: 106,7 cm/Sekunde maximale Durchflußmenge bei Druck Null:Exit speed: 106.7 cm / second maximum flow rate at zero pressure:

8,4 Zoll³/Sekunde (137,6 cmVSekunde) Maximaler Druck bei der Durchflußmenge Null: 1700 PfdVQuadratzoll (119,5 kg/cm²) ³ 8.4 inches / second (137.6 cmVSekunde) Maximum pressure at the flow rate of zero: 1700 PfdVQuadratzoll (119.5 kg / cm ²⁾

Die Durchflußmenge und der Druck stehen wiederum in linearer Beziehung zueinander. Typische Betriebsbedingungen sind 4,2 Zoll^B/Sekunde (68,8 cmVSekunde) bei 850 Pfd./Quadratzoll (59,75 kg/cm²).The flow rate and the pressure are in turn linearly related to one another. Typical operating conditions are 4.2 inches ^B / second (68.8 cmVSekunde) at 850 Pfd./Quadratzoll (59.75 kg / cm ^2).

F i g. 6 zeigt verschiedene Spaltbreiten, d. h. den kleinsten Abstand zwischen den beiden _ Scheiben und die Stufenhöhe in Abhängigkeit vom Druck, der durch die Strangpresse nach dem Beispiel erzeugt wird. Wie gezeigt, ist die Spaltbreite in Abhängigkeit vom Druck aufgetragen, wobei für jede Stufenhöhe h,-h₁ (entsprechend dem Anstieg 65 in Fig. 3B) jeweils eine einzelne Kurve dargestellt ist. Bei niedrigen Drücken ist die Stufenhöhe weniger kritisch, sie wird jedoch bei hohen Drücken zum beherrschenden Faktor.F i g. 6 shows different gap widths, ie the smallest distance between the two disks and the step height as a function of the pressure generated by the extrusion press according to the example. As shown, the gap width is plotted as a function of the pressure, _{a single curve being shown for each step height h, -h 1} (corresponding to the slope 65 in FIG. 3B). The step height is less critical at low pressures, but becomes the dominant factor at high pressures.

Claims

Patent claims:

1. Disc extruder for viscous substances, especially viscous plastics, with two disks arranged coaxially to one another and rotatable with respect to one another, their working surfaces to one another are facing and a flow channel between an inlet opening and an outlet opening of decreasing cross-section, characterized in that the working surface of the one disc (20; 75) on Circumference of several adjacent sector-shaped and non-flat inclined surfaces (40, 41, 42, 43), which is hydrodynamically connected to the inlet opening (77) and the outlet opening (22) can be brought into operative connection.

2. disk extruder according to claim 1, characterized in that each non-planar Inclined surface in the direction of the circumference into a first flat surface and a stepped second surface flat surface is divided, with the connection to the outlet opening (22) at the radially dividing line extending between the two flat surfaces is located (Fig. 3B).

3. disk extruder according to claim 1 or 2, characterized in that the disks (20,16; 75, 74) at ^ a distance from each other

are ordered, the distance between the disks during operation by an axial Displacement of a disc is adjustable.

4. disk extruder according to one of claims 1 to 3, characterized in that radial slots in a disk for hydrodynamic connection of the inlet and outlet openings are arranged.

5. disk extruder according to one of claims 1 to 4, characterized in that the radial slots in a disk as feed slots (44, 45, 46, 47) for the hydrodynamic Connection with the inlet opening (77) are formed and that additional radial Exit slots (48, 49, 50, 51) on the other disc for connection to the outlet port are provided.

6. Disk extrusion press after one of the

Proverbs I to 5, characterized in that the inlet opening (77) in the vicinity of the axis the one disc is arranged (Fig. 1).

7. disk extruder according to one of claims I to 5, characterized in that the inlet opening (77) between the discs on the circumference and the outlet opening (22) coaxial is arranged.

8. disk extruder according to one of claims 1 to 7, characterized in that the connection of the common outlet opening (22) from the connection of the inlet opening (77) through separated by a distance between 0.5 and 0.8 times the width of each is not flat inclined surface.

9. disk extruder according to one of claims 1 to 8, characterized in that the outlet opening ends in a die (80).

1 sheet of drawings 109 526/341