Walzwerk für plastische körnige Massen.
Schneokenknetpumpen mit mehreren in einandergreifenden rechts-und linksgängigen Schnecken haben, je nach Bauart, entweder über die ganze Schneckenlänge oder nur am Ende kapselpumpenartigen Eingriff, das heiXt die Gewindebalken einer jedenSchnecke füllen die Gangnuten der benachbarten Schnecke völlig aus. Sie bewirken ausser einer Mischung und Knetung des Gutes auch seine Weiterleitung unter mehr oder weniger hohem Druck. Sie erfüllen also zwei Aufgaben, die sonst von zwei Maschinen, einem Kneter oder Mischer und einem Fördermittel, geleistet werden müssen.
Nun ist es vielfach erforderlich, die verarbeiteten Stoffe, beispielsweise kautschuk- artige plastische Massen, auch noch auf ein einheitliches ilÇorn zu bringen, insbesondere Knotenbildungen und dergleichen zu beseiti gent Fiir diese Aufgabe sind die Schnecken- knetpumpen nur bedingt geeignet, da die Spalten zwischen den Schneckenflanken aus stereometrischen Gründen ein gewisses Mass nicht unterschreiten können. Die besten Erfolge gewährleisten für diese Zerkleinerungsarbeit Walzwerke, da sich deren Spalten be liebig fein und eindeutig einstellen lassen.
Walzwerke haben aber den Nachtei4 geringen Durchsatzes, der dadurch bedingt ist, dass unabhängig von den sonstigen Ausmassen die Länge der Berührungslinie massgebend für die Arbeitsleistung ist. Das gilt auch bei Anordnung mehrerer Walzenpaare hintereinander-zur besseren Durcharbeitung, wobei die Leistung in Anbetracht der Grosse der Anlage ebenfalls unbefriedigend ist.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer Machine, die bei einfacher Bauweise ausser der Mischung und Forderung auch noch den Arbeitsgang der Kornverfeinerung und gegebenienfalls einer Knetung übernimmt und infolgedessen gleichzeitig grössere Durchsätze als normale Walzwerke ergibt. Gegenstand der Erfindung ist ein Walzwerk für plastische körnige Massen mit wenigstens zwei Walzen, bei wel chem mindestens eine Schneekenpumpe mit mehreren ineinandergreifenden Schnecken, von denen wenigstens eine mit einer der Walzen gleichachsig ist, das Behandlungsgut un- ter Mischen gegenl den bis auf die Eintritts öffnung geschlossenen Walzeneinzugsraum fördert und in diesen hineinpresst.
In manchen FÏllen ist es vorteilhaft, statt einer lediglich zum Fordern und Mischen dienenden Schneckenpumpe eine Schneckenknet- pumpe zu verwenden und mit den Walzen zu vereinigen. Die Sehneckenknetpumpe mit ihrer kräftigen Misch-und Knetwirkung führt dann das Behandlungsgut den Walzen mit erhöhtem Druck zu und bewirkt, da¯ die Walzen einen grosseren Durchsatz bei gleichzeitig gesteigerter Seherbeanspruchung des Gutes haben.
Dadurch, dass ausserdem die Walzen keine Mischarbeit zu leisten brauchen und im wesentlichen nur dazu dienen, die obere Eorngrenze des Gutes festzulegen, geniit ein einmaliger Durchgang durch den oder die Wa. lzenspalten,, und es kann auf verhältnismässig engem Raum eine grosse Misch-, Homogenisier-und Durchsatzleistung erzielt werden.
Eine allfällige durch gleich achsige Anordnung von Schnecken und Walzen ermögliehte organische Verbindung zwischen Schneekenpumpe bezw. Schneckenknetpumpe und Walzeinrichtung hat grosse bauliche Vorteile, die sich insbesondere in einer Verkleinerung von Gewieht und Raumbeanspruchung der gesamten Machine, in der Ersparnis an Lagern und in einem vereinfachten Antrieb auswirken. Zweck- mässig ist dabei die Anbringung geeigneter Abdichtungen und Führungen für das Gut beim Übergang von den Schnecken auf die Walzen.
Es kann jede Walze mit einer oder auch mit zwei gleichachsigen Schnecken verbunden sein, so dass im letzteren Fall zu beiden Stirnseiten der Walzen eine Schneckenpumpe vorhanden ist. Bei dieser Ausführung sind zwei Bauarten möglich. Bei der einen Bauart drückt die eine Pumpe das Gut dem Walzwerk zu, während die andere gleichachsige Pumpe das durch den Spalt gegangene Material aufnimmt, gegebenenfalls nochmals mischt und knetet und anschliessend weiterfördert. Bei der zweiten Bauart haben die beiderseits der Walzen liegenden gleichachsigen Pumpen entgegengesetzte F¯rderrichtung. Beide pressen das Behandlungsgut in den Walzeneinzugsraum hinein, wodurch die Maschine achsialschubfrei wird.
Für jede Achse oder Welle gleichachsiger, miteinander verbundener Walzen und Schnecken sind nur zwei Lager erforderlich, und auch bei den zuletzt beschriebenen Bauarten gentiot diese sparsame Verwendung von Lagern zur Erzielung sehr widerstands- fähiger Maschinen, wenn zweckmässigerweise jeder Welle oder Achse im Gebiet der grössten Biegungsbeanspruchung, aflso z. B. in der Ebene des mittelsten Walzenquerschnittes, der grösste Kreisquerschnitt gegeben wird.
Bei der Behandlung plastischer Massen in Walzwerken kommt es immer wieder vor, da¯ harte Gegenstände mehr oder weniger grossen Ausmasses, z. B. Steine, Schrauben und dergleichen, an oder in die Einzugsstelle der Walzen gelangen, wodurch Zerstörungen enbstehen können. Um dies zu vermeiden, können bei den beschriebenen Ausführungs- formen des Walzwerkes Abfangleisten an denn Einzugsstellen der Walzen parallel zu den Arbeitsspalten angebracht sein. Auf diese Weise können harte Gegenstände von den Walzenspalten ferngehalten werden. An sich w rden diese Abfangleisten den Durchsatz der Walzen stark beeinträchtigen.
Bei der beschriebenen Zuführungsart des Be handlungsgutes unter Druck tritt dieser Nachteil aber nicht oder nur unwesentlich auf.
In vielen FÏllen ist es von Vorteil, wenn zusammenarbeitende Walzen verschiedene Umfangsgeschwindigkeiten haben. Dies kann z. B. bei miteinander verbundenen gleich achsigen Walzen und Schnecken dadurch erreicht werden, da¯ die Walzen andere Durchmesser haben als die Teilkreise der zugehöri- gen @en gleichachsigen Schnecken.
Zum Ausgleich vorübergehender übermässiger Drucke in den Walzenspalten kann zwischen Welle und Walze eine nachgiebige Schicht, beispielsweise aus Gummi, angeordnet werden.
Als Abdichtungsteile an den Stirnenden der Walzen nach den Zubringerschnecken zu dienen zweckmässig Absperrplatten, die nur den Eintritt des von den Schnecken herangeführten Gutes nach den Einzugsstellen der Walzen freilassen. Die Abdichtungsplatten umfassen zu diesem Zweck die Walzen oder ihre Wellen lagerschalenartig auf der Walzenaustragseite. Sie können entweder ein Teil des Gehäuses oder mit diesem, dicht verbunden sein. An diese Abdichtungen schlie- ssen sich zweckmässig achsparallele Gehäuse- flÏchen an, die ebenfalls mit den Walzen abdichten und dadurch den Walzeneinzugs- raum abschliessen.
Der Walzeneinzugsraum kann aber auch bei Anordnung von mehr als zwei Walzen von diesen allein ringsherum umschlossen werden ; in diesem Fall ist um die Walzen herum gar kein Gehäuse erfor derlich, was den Vorteil bietet, daB die Walzen leichter zugänglich und gegeneinander verstellbar sind, so dass die Walzenspalten in ihrer Weite auf einfachste Weise geändert werden können.
F r den Fall, da¯ eine zweite mit den Walzen gleichachsige Schneckenpumpe bezw.
Schneckenknetpumpe das durch die Walzenspalten gegangene Gut weiterfördern soll, müssen nach dieser Pumpe zu weitere, z. B. ebenfalls lagerschalenartige Abdichtungsteile vorgesehen werden, die den Walzeneinzugs- raum gegen diese Pumpe absperren, dagegen deren Verbindung mit der Austragseite der Walzen freilassen.
In der beigefügten Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch in einigen Beispielen dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt, die Fig. 2 bis 4 Querschnitte nach den Linien X-X, Y-Y und Z-Z der Fig. 1 durch ein Knet-und Walzwerk mit gleichaehsigen Schneckenknetpumpen auf beiden Seiten des Walzwerkes. Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt und Fig. 6 einen Querschnitt durch eine drei parallele zylindrische. Walzen besitzende Ma serine, bei der eine Walze gleichachsig mit einer Förderschnecke ist, während eine zweite Fordersohnecke in den von den drei Walzen teiRweise umgebenen Einzugsraum. hineinragt.
Fig. 7 zeigt eine vier Walzen und vier Ssshnek- ken besitzende Machine, wobei je'eine Walze und Schnecke auf gleicher Achse sitzen. Fig. 8 und 9 stellen in Draufsicht und Seitenansicht ein Walzenpaar dar, dem eine Zubringepumpe vor-und eine Abführpumpe nachgeschaltet ist.
In den Fig. 1 bis 4 sind 1 und 2 einerseits und 3 und 4 anderseits je ein Schnecken- paar, das den Pumpteil einer Schnecken- knetpumpe mit nach dem Förderende hin dicht werdendem Eingriffs-und vorzugs- weise an diesem Ende sogar kapselpumpenförmigem Abschluss bildet ; 2 und 3 sind rechtsgängige, 1 und 4 linksgängige Schnekken mit gegen das Förderende hin zunehmender Balkenbreite. Beide Schneckenpaare, deren Schnecken gleiche Aussen-und iB : ern- durchmesserhaben,fördernnachdenWal- zen 7 und 8 hin, deren Durchmesser verschie- den gro¯ gezeichnet sind.
Die Walze 7 sitzt mit den Schnecken 1 und 3 auf der Achse 5, die Walze 8 mit den Schnecken 2 und 4 auf der Achse 6. Zwischen den Walzen 7 und 8 und ihren Achsen 5 und 6 sind Hohlräume vorgesehen, die mit Gummischichten 28 (Fig. 4) zur Pufferung ausgefüllt sind. 9 ist der über den Walzen 7 und 8 liegende Ein zugsraum, 10 eine über dem Walzenspalt angebrachte Abfangleiste, wÏhrend 11 der unter den beiden Walzen befindliche Austragraum f r das durchgewalzte Gut ist. 12 ist das Oberteil und 13 das Unterteil des die Schnecken und Walzen gemeinsam umschlie- Benden Gehäuses, das oben mit zwei F lltrichtern 14 und 14a versehen ist. 15 und 16 sind mit Abstreiferkanten versehene Dichtungsbalken des Gehäuseunterteils.
17 und 18 sind Antriebsritzel für die Schnecken und Walzen, 19 und 19a zwei in entsprechenden Nuten im Gehäuseunterteil sitzende und bis auf Achsenhöhe der Walzen reichende Ab sperrplatten, die ein Eintreten des von beiden Seiten her durch die Enetpumpen herange brachten Gutes in den Austragsraum 11 verhindern.
In Fig. 5 und 6 sind 24 und 25 zwei WalzenvongleichemDurchmesser,25a ist eine dritte Walze von grösserem Durchmesser, die sich in entgegengesetztem Sinne zu der Walze 24 dreht. Diese drei Walzen sind um den Walzeneinzugsraum 9 herum parallel- achsig angeordnet. Die Walze 24 besteht mit der Förderschnecke 20 aus einem Stück.
Diese Förderschnecke 20 hat auf ihrer gan- zen Länge gleiche Breite der Nut. Sie arbeitet zusammen mit einer Förderschnecke 21 von ebenfalls gleichbleibender Nutbreite, aber im Bereich des Walzeneinzugsraumes 9 kleinerem Durchmesser. 19 ist wieder eine Absperrplatte, die die Zuf hrung des von den Förderschnecken 20 und 21 herangebrachten Gutes nur in den Raum 9 zulϯt.
12 ist ein die Walzen 24 und 25 und die Sehnecken 20 und 21 abdeckender Gehäuse- oberteil, 13 der Gehäuseunterteil, der für die Walze 25a eine entsprechende Aussparung hat.
Fig. 7 zeigt eine Anordnung mit vier parallelachsigen Walzen 26, 27, 28 und 29, von denen jede mit einer Schnecke 3t1, 31, 32 bezw. 33 auf einer Achse sitzt. Die Schnecken 30 bis 33 sind von einem aus vier gleichen Teilen bestehenden Gehäuse. 34 um- geben, das oben einen Einfillltrichter 35 trägt.
Das GehÏuse ist an der der Einfüll- öffnung abgekehrten Stirnseite von einer Absperrplatte abgeschlossen, deren Form dem Gehäusequersehnitt entspricht, und die in der Mitte eine Bohrung 36 hat, durch die das im Gehäuse 34 von den Schneeken 30 bis 33 herangebrachte Gut in den Walzeneinzugs- raum gedrüekt wird. Dieser Walzeneinzugs- raum wird ringsherum nur von den vier Walzen 26 bis 29 (auf der andern Seite der Absperrplatte) und am äussern Walzenende von einer weiteren Sperrplatte begrenzt.
Der Drehungssinn der Walzen und Schnecken ist durch die Pfeile A-D gekennzeichnet. Die Walzen und Schnecken können z. B. im Sinne der Pfeile E-H in radialer Riehtung mit Bezug auf die Mitte des Walzwerkes verstellbar sein, wenn ihre Lager entsprechend ausgebildet sind und auch das Gehäuse 34 den Schneeken einen gewiseen Spielraum lässt. Bei einer solchen Verstellung der Walzen werden die Spalten zwischen jedem Paar benachbarter Walzen verändert ; die Wirkungsweise der Schnecken wird dadurch aber kaum beeinflusst, weil die Schnecken nur ihre Lage im GehÏuse etwas ändern, ohne dass dadurch der gesamte freie Raum im Gehäuse sich Ïndert.
An Stelle einer radialen Verstellung im Sinne der Pfeile E-H kann auch eine solche vorgesehen sein, da¯ sich nur die Wal zenpaare 26, 29 sowie 27, 28 gegeneinander bewegen, so dass die Abstände von 2'6 zu 29 und von 27 zu 28 unverändert bleiben.
Nach Fig. 8 und 9 werden die Walzen 37 und 38, die gleiche Durchmesser haben, nur von einer die Schnecken 39 und 40 besitzenden Knetpumpe beschickt. Diese Sehnecken haben gegen das Ende hin ab nehmendes Gangvolumen (freies Volumen zwischen den Gängen) und am Ende mög liehst diehten gegenseitigen Eingriff und am besten sogar kapselpumpenartigen Abschluss.
Auf der andern Seite der Walzen 37 und 38 befindet sielt eine andere Enetpumpe. Von deren Schnecken 41 und 42 hat die eine gegen en das eine Ende hin zunehmendes, die andere abnehmendes Gangvolumen, und die Schnecken schliessen sich über die ganze Sehneckenlänge gegenseitig dicht ab. Infolge der Absperrung durch Teil 19 kann das durch die Schnecken 39 und 40 herangebrachte Gut nur in den Walzeneinzugsraum gelangen. Eine weitere Abeperrplatte 43 lϯt das durch die Walzen 37 und 38 in den Austragraum gedriiekte Gut nur in die Nut zwischen zwei BalkengÏngen am Anfang der Schnecke 41 ein.
Beim Weiterdrehen dieser Schnecke werden die von dem hier nicht gezeichneten Gehäuse, von der erwähnten Nut zwischen zwei Balkengängen und den in sie eingreifenden Gewindebalken der Schnecke 42 gebildeten Kammern immer kleiner, und das Gut wird durch die Flankenspalten zwischen den Schnecken 41 und 42 in die Nut zwischen zwei Balkengangen der Schnecke 42 hinübergedruckt und hierbei nochmals besonders innig durchgearbeitet, bevor es durch die Schnecke 42 ausgetragen oder weitergeleitet wird.