Beschickungssysteme in der Extrusion: Der Schlüssel zur gleichmäßigen Materialzufuhr und hoher Produktqualität

In der Extrusionstechnik spielt die gleichmäßige Materialzufuhr eine zentrale Rolle. Besonders bei der Beschickung des Extruders können selbst kleine Schwankungen oder Unterbrechungen zu erheblichen Problemen führen. Diese äußern sich oft in Druck- und Ausstoßschwankungen, die die Qualität des Endprodukts beeinflussen. So können etwa Schwankungen in der Zufuhr zu unregelmäßigen Abmessungen führen oder, im schlimmsten Fall, Blasen auf der Oberfläche des Produkts erzeugen.
 

Auswirkungen einer unzureichenden Füllung

Ein häufig auftretendes Problem bei der Extrusion ist die sogenannte Unterfütterung. Dies bedeutet, dass die Förderschnecke im Extruder nicht vollständig mit Material gefüllt ist. In diesem Fall wird Luft mit in den Extruder gezogen, die sich später als Luftblasen auf der Oberfläche des Produkts zeigt. Diese Blasen erscheinen oft wie eine Perlenkette entlang des gesamten Produkts.
Anzeichen für eine Unterfütterung sind ein unvollständig gefüllter Fütterschacht, wobei die Schneckenstege sichtbar bleiben. Auch die Stromaufnahme des Motors sinkt, während die Ausstoßleistung abnimmt. Gleichzeitig steigt die Materialaustrittstemperatur deutlich an, was zu zusätzlichen Oberflächenfehlern durch anvulkanisiertes Material (Scorch) führen kann.
 

Beschickungssysteme im Extrusionsprozess für Gummi, Silikon und Butyl

Der Extrusionsprozess ist ein entscheidender Schritt bei der Herstellung von Gummi-, Silikon- und Butylprodukten. Dabei hängen die Qualität und Effizienz dieses Prozesses maßgeblich vom verwendeten Beschickungssystem ab. Es gibt verschiedene Systeme, die speziell auf unterschiedliche Materialien und Anforderungen ausgelegt sind. 

Im Folgenden betrachten wir die gängigsten Zuführsysteme sowie ihre Vorteile:
 

1. Kolbenförderer

Der Kolbenförderer ist ideal für die Silikonextrusion. Er arbeitet nach dem Prinzip der intermittierenden Zufuhr. Ein Kolben drückt das Material in den Extruder, wodurch eine gleichmäßige und kontrollierte Materialzufuhr gewährleistet wird. Diese Methode ist besonders geeignet für hochviskose und klebrige Materialien, die schwerer zu transportieren sind. 

Vorteile:

• Präzise Steuerung: Mit Kolbenförderern lässt sich die Zuführgeschwindigkeit genau kontrollieren, was für eine gleichbleibende Produktqualität essenziell ist.
• Kontinuierliche Zuführung: Sie gewährleisten einen gleichmäßigen Materialfluss, minimieren Stillstandszeiten und steigern die Effizienz.
• Vielseitigkeit: Diese Systeme können verschiedene Silikonformulierungen mit unterschiedlichen Fließeigenschaften verarbeiten.
• Geschlossenes System: nur der letzte Übergang vom Förderer zum Extruder befindet sich im Freien.
• Volumen anpassbar: auf Schicht bzw. Batch Zeiten in der Extrusion.

2. Streifen-Einzugsvorrichtung

Die Streifen-Einzugsvorrichtung wird häufig für die Zufuhr von Silikon und Gummimischungen in Form von Streifen oder Platten verwendet. Das Material wird in gleichmäßigen Streifen dem Extruder zugeführt, wo es gleichmäßig verarbeitet wird. Diese Art der Beschickung eignet sich besonders gut für Materialien, die wenig kleben und in ‘endlos’ Streifenform hergestellt werden können.

Vorteile:

• Effizienter Materialeinsatz: Durch die gleichmäßige Zuführung wird Material optimal genutzt.
• Weniger Abfall: Streifen-Einzugsvorrichtungen minimieren sowohl die Anlaufzeit als auch den Materialverlust, was zu Kosteneinsparungen führt.
• Synchronisierte Zuführung: Diese Systeme passen die Zuführgeschwindigkeit an die Produktionslinie an und sorgen so für einen effizienteren Gesamtprozess.
• Überwachte Zuführung: Bei Streifenabriss, Knoten oder Streifenende erfolgt eine optische und akustische Meldung an den Bediener.
• Einstellbare Geschwindigkeiten: Zum Abzug aus dem Wig-Wag um den Streifen nicht zu stark zu beanspruchen.
• Flexibel für Wartungszwecke: Fahrbare Variante für besseren Wartungszugang zum Extruder.
• Vielseitigkeit: Sowohl im Wig-Wag gelegte klassische Endlosstreifen als auch folierte Streifen können dem Extruder zugeführt werden.

Die Transferfolie wird platzsparend und entsorgungsgerecht aufgewickelt.

3. Konische Schneckenzuführsysteme

Konische Schneckenzuführsysteme werden für die Zuführung von puppenförmigem oder granuliertem Gummi, Silikon und Butyl verwendet. Das Material wird durch eine konisch geformte Förderschnecke langsam und gleichmäßig in den Extruder transportiert. Ihre spezielle Form ermöglicht eine progressive Scherung des Materials, was zu einer besseren Durchmischung führt. Diese Art der Zufuhr eignet sich besonders für Materialien mit variierender Fließfähigkeit.

Vorteile:

• Optimale Mischung: Die konische Form sorgt für eine verbesserte Homogenität des Materials.
• Effizient bei geringer Schüttdichte: Das größere Volumen im Zuführbereich eignet sich besonders für Materialien mit geringer Schüttdichte.
• Anpassbare Steuerung: Der Radialspalt kann eingestellt werden, um den Mischprozess weiter zu optimieren.
• Erhöhte Präzision: Diese Systeme bieten eine hohe Stabilität und Genauigkeit, was für eine konstante Produktqualität sorgt.
   

Innovative Lösungen von Rubicon

Um den Herausforderungen in der Extrusionstechnik zu begegnen, bietet rubicon hochmoderne Beschickungssysteme an, die auf Präzision, Effizienz, Nonkonformität und Sicherheit ausgelegt sind. Die Systeme sind mit fortschrittlichen Sensoren und Regelungstechniken ausgestattet, die den Materialfluss kontinuierlich überwachen, bei Bedarf anpassen und dem Bediener die passenden Statusinformationen übermitteln. So wird nicht nur die Prozesssicherheit erhöht, sondern auch die Produktqualität verbessert. 

Beispiele für zwei der aufgeführten Systeme sind die von rubicon entwickelte Streifen-Einzugsvorrichtung SEV 120 und der Kolbenförderer KF1/7000.
 

SEV 120

Mit der Streifen-Einzugsvorrichtung wird ein Fütterstreifen eingezogen und einem nachfolgenden Extruder kontrolliert zugeführt. Die Streifen-Einzugsvorrichtung wird so vor dem Extruder aufgestellt, dass sich die Tragrolle über dem Einzugsschacht befindet. Der bereitgestellte Fütterstreifen wird zwischen der Antriebs- und der Andruckrolle abgezogen. Danach wird er unter einem Tänzer hindurch und über die Tragrolle zum Extruder geführt und dort eingezogen. Der Tänzer überwacht den Durchhang des Fütterstreifens. Die Anzugszyklen werden durch den Tänzer geregelt. Die Geschwindigkeit der Antriebsrolle kann durch den Bediener angepasst werden.
 

KF1/7000

Die kaltbeschickte Kolbenpresse dient zur Herstellung bzw. Formung unvulkanisierter Strangprodukte zur Fütterung eines Silikonextruders. Sie ist zur Montage auf einem Silikonextruder vorgesehen. Die Kolbenpresse besteht im Wesentlichen aus dem Grundrahmen, dem Fütterrohr und dem dazugehörigen Pressenantrieb. 


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