(12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP 280042 B1 (19) NO NORGE (1) Int Cl. B29C 47/38 (06.01) B29B 7/48 (06.01) Patentstyret (21) Oversettelse publisert 14.12.22 (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet 14.07. (86) Europeisk søknadsnr 73224. (86) Europeisk innleveringsdag.06.09 (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato 13.04.17 (84) Utpekte stater AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR (73) Innehaver Schulz, Helmuth, Hirschgasse 16/12, 40 Linz, AT-Østerrike (72) Oppfinner Schulz, Helmuth, Hirschgasse 16/12, 40 Linz, AT-Østerrike (74) Fullmektig Zacco Norway AS, Postboks 03 Vika, 012 OSLO, Norge (4) Benevnelse INNRETNING FOR BEARBEIDING AV MATERIALE VED BLANDING OG/ELLER PLASTIFISERING (6) Anførte publikasjoner DE-C- 846 012 JP-A- 01 43 JP-A- 02 3 879 US-A- 3 288 077 US-A- 4 247 6
NO/EP280042 1 INNRETNING FOR BEARBEIDING AV MATERIALE VED BLANDING OG/ELLER PLASTIFISERING Teknisk område Oppfinnelsen vedrører en innretning for bearbeiding av materiale ved blanding og/eller plastifisering, med minst to koniske snekker anordnet ved siden av hverandre i et felles snekkehus, der deres snekkegjenger er i inngrep med hverandre og for omløp rundt den respektive snekkeaksen er drevet av minst én motor med lik omløpsretning, hvor materialet som skal bearbeides, tilføres snekkene gjennom minst én inntrekksåpning i snekkehuset anordnet i inntrekksområdet til den ene frontenden på snekkene, og at materialet bearbeidet av snekkene forlater snekkehuset gjennom minst én utgangsåpning i snekkehuset som er anordnet i utmatingsområdet til snekkenes andre frontende. 1 Teknikkens stand 2 Slike innretninger er spesielt også egnet for preparering av plastavfall som skal resirkuleres. Ofte anvendes slike dobbeltsnekkeekstrudere for blanding av forskjellige polyolifintyper eller for kompundering av plaster av mange forskjellige typer. Vanligvis foreligger disse materialene som løst bulkgods hvis spesifikk vekt er forholdsvis lav, noe som igjen har som følge at store mengder med materiale som skal bearbeides, må tas imot i snekkenes inntrekksområde for å oppnå en tilstrekkelig gjennomstrømning. Disse materialene skal deretter plastifiseres eller homogeniseres til den ønskede graden, idet de gjennomgår transporten som snekkene skal foreta, og den der inntreffende oppsmeltingen, utgassingen og komprimeringen fra inntrekksåpningen til utgangsåpningen for å oppnå en ønsket materialkvalitet i området av utgangsåpningen. Ved valget av en egnet geometri for snekkegjengene kan dette problemet til en viss grad angripes. Noe som taler imot, er imidlertid at forholdene ved plastmaterialet som skal bearbeides, ikke alltid er like, spesielt når det gjelder størrelsen til materialene som skal bearbeides, men også deres materialtype, forurensningsgrad og lignende. Anvendelsen av kjente dobbeltsnekkeekstrudere har med hensyn til dette heller ikke vist seg som fullstendig tilfredsstillende.
NO/EP280042 2 For å forbedre blandingsforholdet ytterligere ved slike innretninger kjent fra DE 1 29 812 A1 er det kjent fra (AT 03 371 A) å utforme de to snekkene som komponenter av en dobbeltsnekkeekstruder med koniske snekker som er drevet med lik omløpsretning, hvor det er påført harmoniske bølger på snekkenes dreiehastigheter. Slike ekstrudere er godt egnet for resirkuleringsmaterialers preparering, og en forbedring med tanke på materialets gjennomblanding og preparering går frem. Disse kjente ekstruderne har imidlertid en transportytelse som ikke er overbevisende. For å jevne ut transportytelsen for snekker med lik omløpsretning har det allerede blitt foreslått å utstyre snekkene med en eksentrisk kjerne (US 3 288 077 A). Koniske motsattløpende snekker er kjent fra US 4 247 6 A kjent. 1 Oppfinnelsens fremstilling Med utgangspunkt i en teknikkens stand av typen nevnt innledningsvis er formålet som ligger til grunn for oppfinnelsen å tilveiebringe en innretning for preparering av plaster som sørger for en god gjennomblanding og homogenisering av plasten ved en forbedret transportytelse. 2 Oppfinnelsen oppnår dette formålet ved at forholdet mellom snekkeytterdiameters tallverdier og dekningen, altså overlappingsflaten av de to snekkene, er i området mellom en til en og en til to både i inntrekksområdet og i utmatingsområdet. 3 Det har overraskende vist seg at det ved tilveiebringelse av forholdene ifølge oppfinnelsen, spesielt avhengig av begge flaters overlappingsflater i inntrekksområdet på den ene siden og i utmatingsområdet på den andre siden, går frem forbedrede forhold for transportytelsen, når forholdet mellom snekkeytterdiameterens tallverdier og dekningen er i området av en til en og en til to. Det har overraskende vist seg at det med slike innretninger kan realiseres massivt høyere dreiehastigheter for ekstrudersnekkene og at det opptrer en slitasje som er mye lavere enn ved kjente innretninger. Den reduserte slitasjeeffekten går frem på grunn av spredningskraften som er betydelig
NO/EP280042 3 1 redusert i forhold til motsattløpende snekker, siden plasten som skal smeltes opp, praktisk talt blir transportert omløpende rundt begge transportsnekker og det dermed ikke oppstår noen skjærekrefter eller spredningskrefter som forårsaker slitasjekreftene, og som trykker ekstrudersnekkene mot husmantelflaten. Ved disse forholdene går det dessuten frem en totalt sett forbedret gjennomblanding av plastsmelten. Av fordel er ved dette spesielt at forholdet mellom snekkediameter og dekningen, altså overlappingsflaten av begge snekkene fra inntrekksområdet frem til utmatingsområdet, altså over hele de to snekkenes inngrepsflate, er i det minste tilnærmet lik. Innretninger ifølge oppfinnelsen har ved den samme størrelsen en betydelig forbedret gjennomstrømningsrate, sammenlignet med teknikkens stand. De koniske, samløpende ekstrudersnekkene har på vanlig måte forskjellige soner, spesielt en inntrekkssone, en oppsmeltingssone, en blander, en utgassing og en transportsone som bygger opp et tilsvarende mottrykk, og som homogeniserer smelten, for utmating av den oppsmeltede plasten fra innretningen. For å kunne smelte opp mange forskjellige sammensetninger av plastgranulat som skal smeltes opp, på samme måten med innretningen, spesielt plastgranulat med lav og med høyere bulkvekt, er det anbefalt at forholdet mellom den maksimale dekningshøyden som i det minste tilnærmet tilsvarer en snekkes snekkegjengedybde, i utmatingsområdet og dekningshøyden i inntrekksområdet er i området mellom en til en og en til fire. 2 På samme måten kan snekkens konisitet tilpasses tilsvarende, hvor forholdet mellom snekkeytterdiameteren i utmatingsområdet og snekkeytterdiameteren i inntrekksområdet fortrinnsvis er i området mellom en til en og en til fire. For forholdet mellom snekkeytterdiameteren i utmatingsområdet og snekkelengden er det anbefalt at dette forholdet ligger i området mellom en til tyve og en til femti. 3 Spesielt fordelaktige forhold går frem når de koniske snekkene i snekkenes lengderetning omfatter mindre enn tre, fortrinnsvis fem seksjoner, hvorav seksjonene som slutter mot hverandre, har forskjellige fortanninger eller fortanningsgeometrier.
NO/EP280042 4 1 For å kunne separere de forskjellige bearbeidingssonene ordentlig fra hverandre hhv. for å forbedre kvaliteten til plasten som skal fremstilles, kan seksjonene som slutter mot hverandre, ha en i det minste tilnærmet lik fortanning (med hensyn til modulen), hvor disse snekkeseksjonene som slutter mot hverandre, imidlertid fortrinnsvis har et forskjellig gjengetall. Seksjonene med lavt gjengetall virker i dette tilfellet som gjennomstrømningssperrer eller som bremser og sørger dermed for at det alltid er sikret en nødvendig minste oppholdsvarighet for plasten som skal prepareres, i de tilveiebrakte bearbeidingsseksjonene. Dersom for eksempel en bearbeidingsseksjon er utformet med to gjenger og bearbeidingsseksjonen som slutter seg dertil, med én gjenge, er det anbefalt at snekkeseksjonen tilveiebrakt mellom to snekkeseksjoner med i det minste tilnærmet lik fortanningsgeometri har en tannhode- og tannfotbredde som er 1, til 2, gjenger, fortrinnsvis 2 gjenger så stor. De enkelte fortanningsseksjonene kan fremstilles separat på vanlig måte og eventuelt skrues sammen med avstandsskiver som mellomlag. 2 En spesielt foretrukket utformingsvariant av en ekstruder ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at den første snekkeseksjonen danner inntrekks- og oppsmeltingsområdet, den tredje snekkeseksjonen utgassingsområdet og den femte snekkeseksjonen homogeniserings- og utmatingsområdet som peker mot utmatingsområdet, til en ekstruder, og at den andre og fjerde snekkeseksjonen fremstiller sperrene eller spesielt tetningsområdene som for eksempel dannes ved at nettopp disse sperrene eller tetningsområdene er utstyrt med et lavere gjengetall i forhold til de andre seksjonene. Videre kan det mellom de enkelte seksjonene være tilveiebrakt en separat blandingsenhet, for eksempel i form av elliptisk utformede vingehjul. Kort beskrivelse av tegningene 3 I tegningen er oppfinnelsen skjematisk fremstilt ved hjelp av et utførelseseksempel. Her viser Figur 1 en innretning ifølge oppfinnelsen i delsnittet lengdesnitt, Figur 2 et forstørret utsnitt av innretningen fra fig. 1 i forstørret målestokk, og Fig. 3 en skjematisk fremstilling av forholdet mellom snekkediameteren og dekningen, altså de to snekkenes overlappingsflate, både i inntrekksområdet og i utmatingsområdet.
NO/EP280042 Måte for utførelse av oppfinnelsen En innretning for bearbeiding av materiale, spesielt plastgranulat, ved blanding og/eller plastifisering omfatter to koniske snekker 2, 3 anordnet ved siden av hverandre i et felles snekkehus 1, der deres snekkegjenger er i inngrep med hverandre og for omløp rundt den respektive snekkeaksen 4, er drevet av minst én motor med lik omløpsretning som ikke er nærmere fremstilt, hvor materialet som skal bearbeides, tilføres snekkene 2, 3 gjennom minst én inntrekksåpning 6 i snekkehuset 1 anordnet i inntrekksområdet E til den ene frontenden på snekkene 2, 3, og at materialet bearbeidet av snekkene 2, 3 forlater snekkehuset 1 gjennom minst én utgangsåpning 7 i snekkehuset 1 som er anordnet i utmatingsområdet A til snekkenes 4, andre frontende. 1 Den viste innretningen omfatter koniske snekker 2, 3 som omfatter fem seksjoner i snekkenes lengderetning, hvorav seksjonene som slutter mot hverandre, har forskjellige fortanninger. Spesielt har snekkeseksjonene som slutter mot hverandre, en i det minste tilnærmet lik fortanningsgeometri, men disse snekkeseksjonene har et forskjellig gjengetall som i det viste utførelseseksempelet er forskjellig med faktoren 1. Derfor har den engjengede snekkeseksjonen tilveiebrakt mellom to togjengede snekkeseksjoner spesielt en tannhode- og tannfotbredde (k, z) som er 1, til 2, ganger større. 2 I det viste utførelseseksempelet danner den første snekkeseksjonen inntrekksog oppsmeltingsområdet E, S, den tredje snekkeseksjonen utgassingsseksjonen G og den femte snekkeseksjonen homogeniserings- og pumpingsområdet P som peker mot utmatingsområdet, og fremstiller den andre og fjerde snekkeseksjonen engjengede tetningsområder D. 3 Forholdet mellom snekkeytterdiameteren c, d og dekningen, altså overlappingsflaten av de to snekkene 2, 3, er i området mellom en til en og en til to både i inntrekksområdet E og i utmatingsområdet A. Forholdet mellom den maksimale dekningshøyden a som i det minste tilnærmet tilsvarer en snekkes 3, 4 snekkegjengedybde, i utmatingsområdet A og dekningshøyden b i inntrekksområdet E, ligger i området mellom én til én og én til fire. Siden spillet mellom de enkelte snekkene vanligvis bør være minimalt, er det her ikke tatt
NO/EP280042 6 hensyn til denne avstanden. Forholdet mellom snekkeytterdiameteren c i utmatingsområdet og snekkeytterdiameteren d i inntrekksområdet ligger i området mellom én til én og én til fire. Forholdet mellom snekkeytterdiameteren c i utmatingsområdet og snekkelengden E er i området mellom én til én og én til tyve. d/a d = 1:1 1:2 (diameter/dekningsflate i inntrekksområdet E) c/a c = 1:1 1:2 (diameter/dekningsflate i utmatingsområdet A) a/b = 1:1 1:4 (snekkegjengedybde) c/d = 1:1 1:4 (snekkeytterdiameter) c/snekkelengde = 1: 1:0 og fortrinnsvis d/a d = c/a c. Dekningsflaten A kan kalkuleres etter følgende formel: 1 hvor d er snekkenes ytterdiameter og x er avstanden av snekkeaksene på høyde med dekningsflaten som skal kalkuleres.
NO/EP280042 7 Patentkrav 1 1. Innretning for bearbeiding av materiale ved blanding og/eller plastifisering, med minst to koniske snekker (2, 3) anordnet ved siden av hverandre i et felles snekkehus (1), der deres snekkegjenger er i inngrep med hverandre og for omløp rundt den respektive snekkeaksen (4, ) er drevet av minst én motor med lik omløpsretning, hvor materialet som skal bearbeides, tilføres snekkene (2, 3) gjennom minst én inntrekksåpning (6) i snekkehuset (1) anordnet i inntrekksområdet (E) til den ene frontenden på snekkene (4, ), og at materialet bearbeidet av snekkene (2, 3) forlater snekkehuset (1) gjennom minst én utgangsåpning (7) i snekkehuset (1) som er anordnet i utmatingsområdet (A) til snekkenes (2, 3) andre frontende, karakterisert ved at forholdet mellom snekkeytterdiameterens (c, d) tallverdier og dekningen, altså de to snekkenes (2, 3) overlappingsflate, både i inntrekksområdet (E) og i utmatingsområdet (A) er i området mellom én til én og én til to. 2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at forholdet mellom den maksimale dekningshøyden (a) som i det minste tilnærmet tilsvarer en snekkes (2, 3) snekkegjengedybde, i utmatingsområdet (A) og dekningshøyden (b) i inntrekksområdet (E), ligger i området mellom én til én og én til fire. 2 3. Innretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at forholdet mellom snekkeytterdiameteren (c) i utmatingsområdet og snekkeytterdiameteren (d) i inntrekksområdet er i området mellom én til én og én til fire. 4. Innretning ifølge et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at forholdet mellom snekkeytterdiameteren (c) i utmatingsområdet og snekkelengden (e) er i området mellom én til tyve og én til femti.. Innretning ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at de koniske snekkene (2, 3) i snekkenes lengderetning omfatter minst tre, fortrinnsvis fem, seksjoner, hvorav seksjonene som slutter mot hverandre, har forskjellige fortanninger.
NO/EP280042 8 6. Innretning ifølge krav, karakterisert ved at snekkeseksjonene som slutter mot hverandre, har en i det minste tilnærmet lik fortanningsgeometri, men et forskjellig gjengetall. 7. Innretning ifølge krav eller 6, karakterisert ved at snekkeseksjonen tilveiebrakt mellom to snekkeseksjoner med i det minste tilnærmet lik fortanningsgeometri har en tannhode- (k) og tannfotbredde (z) som er 1, til 2, ganger, fortrinnsvis to ganger så stor. 1 8. Innretning ifølge et av kravene 1 til 7, karakterisert ved at den første snekkeseksjonen danner inntrekks- og oppsmeltingsområdet (E, S), den tredje snekkeseksjonen utgassingsseksjonen (G) og den femte snekkeseksjonen homogeniseringsområdet (P) som peker mot utmatingsområdet, til en ekstruder, og at den andre og fjerde snekkeseksjonen danner tetningsområder (D).
1 NO/EP280042
2 NO/EP280042