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Werden bei der Extrusion unterschiedliche Konstruktionen von Schmelzpumpen verwendet

Gibt es verschiedene
Schmelzpumpenkonstruktionen, die bei der Extrusion verwendet werden?

Im Prinzip sind alle Extruder-Schmelzpumpen gleich aufgebaut: zwei außenverzahnte Zahnräder greifen ineinander, wenn sie sich drehen (siehe auch Das Funktionsprinzip der melt-x Zahnradpumpe). Unterschiede gibt es bei der Ausführung der Zahnräder selbst: Schrägverzahnung, Stirnverzahnung und Fischgrätverzahnung sind die gängigsten Typen. eprotec verwendet den leicht schrägverzahnten Typ, da diese Bauart für fast alle Anwendungen geeignet ist und einen kontinuierlichen und reibungslosen Ablauf gewährleistet. Außerdem weist die schrägverzahnte Ausführung eine geringere Reibung auf und hat beste Selbstreinigungseigenschaften.

Es gibt auch spezielle Ausführungen von Zahnradpumpen für Anwendungen, bei denen häufige Farbwechsel erforderlich sind, zum Beispiel bei der TPE-Compoundierung. Hier verfügt die melt-X Pumpe über ein sogenanntes „Drainagesystem“ zur gezielten Ableitung von Schmelz, die zur Schmierung der Gleitlager verwendet wurde.

Wie wählt man die richtige Extrusionspumpe aus?
  • Durchsatz (kg/h)
  • Anwendung (Folie, Compoundierung, Recycling usw.)
  • Art des Polymers (PET, PE usw.)
  • Füllstoffgehalt (Art des Füllstoffs und Prozentsatz)
  • Druckbereich
Wie werden Schmelzpumpen geschmiert?

Grundsätzlich werden alle im Extrusionsprozess eingesetzten Zahnradpumpen durch die Polymerschmelz geschmiert. Daher werden sie „Schmelzpumpen“ genannt. Vor einiger Zeit wurden externe Zahnradpumpen für abrasive Materialien auf den Markt gebracht. Sie haben sich jedoch nicht durchsetzen können. Dies liegt vor allem daran, dass nur vergleichbar niedrige Drücke realisiert werden können.

Wie werden Schmelzpumpen gesteuert?

Seit mehr als 35 Jahren sind Zahnradpumpen mit zugehörigem Kontrollsystem Stand der Technik. Die gebräuchlichste Regelungsart ist die P1-Einlassdruckregelung im Autokreislauf.
Dies bedeutet, dass der Pumpeneinlassdruck (P1) durch einen Drucksensor gemessen wird. Der Regler wertet den Ist- mit dem Solldruckwert aus und regelt die Drehzahl der Extruderschnecke, genannt Extrusionsmodus (z.B. Platten), oder die Drehzahl der Extrusionspumpe, genannt Compoundiermodus.

Kann eine Zahnradpumpe mit sehr hohem Füllstoffgehalt verwendet werden?

Der Einsatz einer Zahnradpumpe in Verbindung mit hohem Füllstoffanteil ist eine anspruchsvolle Aufgabe. In der Regel ist der hohe Füllstoffanteil nicht nur hoch abrasiv, sondern erhöht bzw. verringert auch die Viskosität, was wiederum den Druck und die Leistungsaufnahme der Antriebseinheit erhöht bzw. verringert. Ein besonderes Augenmerk muss hier auf die verwendeten Werkstoffe bzw. Beschichtungen gelegt werden, um den Werkzeugstahl vor Verschleiß und Korrosion zu schützen. Die Schmelzpumpen von eprotec verfügen über eine spezielle PVD-Beschichtung und können z. B. einen maximalen Füllstoffgehalt von bis zu 83 % CaCO3 verarbeiten. Auch Compounds mit hohem Glasfaseranteil (≤45%), Ruß CB, TiO2 und WPC (Wood Powder Composites) können verarbeitet werden.

Gibt es Materialien, die NICHT für die Verarbeitung mit einer Zahnradpumpe geeignet sind?

Gibt es Materialien, die NICHT geeignet sind, um mit einer Schmelzpumpe verarbeitet zu werden?

PLA ist zum Beispiel extrem korrosiv, PVC zusätzlich auch noch hitzeempfindlich. Beide Materialien können aber mit Schmelzpumpen verarbeitet werden. eprotec Schmelzpumpen verarbeitet werden.

Generell gilt: Sollen korrosive, wärmeempfindliche oder leicht abbaubare Materialien verarbeitet werden, ist eine detaillierte Abklärung und Kommunikation mit dem Zahnradpumpenhersteller erforderlich. Neben thermoplastischen Werkstoffen werden Zahnradpumpen auch häufig mit Gummi (NBR, SBR) und TPE’s, SEBS und SBS eingesetzt.

Ist die Zahnradpumpe für alle Extrusionsverfahren geeignet?

Aus technischer Sicht gibt es grundsätzlich keinen Extrusionsprozess, bei dem die Schmelzpumpe nicht installiert werden kann. Sie wird üblicherweise bei der Plattenextrusion (PET, PP, PE, PS, HIPS), Compoundierung, Granulierung (Strang und Unterwasser), Beschichtung, Rohr-, Profil-, Blas- und Gießfolienextrusion eingesetzt. Schmelzpumpen finden sich auch bei der Herstellung von Drähten, Kabeln, Textilien (Fasern, Filament und Vliesstoff), EVA, Schmelzklebstoffen und PSA.

Wie kann die Zahnradpumpe gegen Überdruck geschützt werden?

Jede Zahnradpumpe hat einen angegebenen, maximalen Betriebsdruck. Wird dieser Druck überschritten, können schwere Schäden auftreten. Ein typisches Szenario ist ein hoher Förderdruck aufgrund eines „Kaltstarts“, was bedeutet, dass nachgeschaltete Adapter, Siebwechsler oder Düsenköpfe noch zu kalt sind oder dass festes (ungeschmolzenes) Material den Weg versperrt.
Um die Pumpe vor Überdruck zu schützen, sollten entweder Berstscheiben und/oder Druckwandler direkt vor und nach der Schmelzpumpe angeordnet werden. Die Druckwandler sind in der Regel an ein Steuersystem mit doppelter Alarmfunktion (Warnung und Abschaltung) angeschlossen.
eprotec integriert standardmäßig zwei Drucksensorgewinde in das Gehäuse der Schmelzpumpe. Daher sind keine zusätzlichen Bohrungen und Gewinde in den Adaptern vor oder nach der Extrusionspumpe erforderlich.

Benötige ich zum Schutz der Schmelzpumpe einen Siebwechsler?

Brauche ich zum Schutz der Schmelzpumpe einen Filter?

eprotec melt-Pumpen sind weniger empfindlich gegenüber harten Verunreinigungen als Zahnradpumpen des Wettbewerbs, da sie über andere Module für dickere Zahnfüße verfügen.
Es wird jedoch immer empfohlen, ein Schutzgitter vor der Pumpe zu installieren, um Schäden zu vermeiden.