Misch- und Strangpresse
Die Erfindung bezieht sich auf eine Misch- und Strangpresse, insbesondere für Kunststoffe, bestehend aus einem einseitig offenen Mischgehäuse; aus einer axial im Mischgehäuse angeordneten Welle mit sich zu einem ihrer Enden erstreckenden Förderschnecke und mit an diesem Ende der Welle angeordnetem Anschlussstopfen, der weinen im wesentlichen dem Durchmesser des offenen Endes des Mischgehäuses entsprechenden Durchmesser aufweist; und aus Einrichtungen zum Hinund Herbewegen und Drehen der Welle und des Ab schlussstopfens relativ ! v zum Mischgehäuse.
In der Kunststoffindustrie ist es allgemein üblich, die verschiedenen Plastifizierungsmittel, Farbstoffe und andere Kunststoffbestandteile zu mischen und die gemischte Substanz zu tablettieren. Das Mischen erfolgt unter geregelten Temperatur- und Druckbedingungen, die dafür geeignet sind, die beste Mischung der Bestandteile zu gewährleisten. Normalerweise werden die Kügelchen oder Tabletten gekühlt und anschliessend für die Weiterverarbeitung gespeichert. Während Vorrichtungen zum Tablettieren des Ausstosses der Maschinen dieser Art bekannt sind, gibt es noch keine Einrichtungen zum Abtrennen des Materials in Stränge oder Bänder und zum Zerschneiden der Stränge des gemischten Materials beim Verlassen der Maschine in kurze Längen zur anschliessenden Weitergabe an die Kalanderwalzen, mit denen dann der heisse Kunststoff zu Platten oder Filmen verarbeitet wird.
Viele Faktoren, einschliesslich der Temperatur des stranggepressten Produktes, der Temperatur der Walzen und die Plastizität des Materials bestimmen, ob ein Walzvorgang erfolgversprechend ist.
Die Presse gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der sich drehende und hin- und herbewegende Abschlussstopfien von innen gegen aussen verlaufende Kanäle zum Durchtritt der Stränge in Achsrichtung aufweist und dass an dem den Stopfen benachbarten Ende des Gehäuses Schneidkanten vorgesehen sind, bei deren Bewegung relativ zu den Kanälen die Stränge in Teillängen zerschnitten werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ist die Abschneidvorrichtung in Achsrichtung verstellbar, um das Ausmass der Rillen oder Nuten zu steuern, welche am Ende des rückwärtigen Hubes der Knetwelle freiliegen.
Es wurde festgestellt, dass die Axialstellung der Abtrennvorrichtung eine Steuerung des Betriebes in dem Sinne gestattet, dass die Lage der Abtrennvorrichtung die Verweilzeit des Materials im Mischer regelt und unmittelbar die Ausgangstemperatur des Materials beeinflusst, welches im wesentlichen direkt den Kalanderwalzen zugeführt wird, und damit als Folge davon auch die endgültige Stärke oder Dicke des ausgewalzten Materials beeinflusst.
Die Trennvorrichtung kann in einer besonderen Ausführungsform während des Misch- und Knetvorganges verstellbar sein, um die erforderliche Regelung sowohl des Misch- als auch Untermischvorganges und irgendwelche unmittelbar sich daran anschliessende Vorgänge vorzusehen.
Die z. B. anfallenden weichen Kunststoffklumpen können unmittelbar den Kalanderwalzen zugeführt werden, die dann diese zu einem kontinuierlichen Blatt oder Film genauester Stärkeabmessungen auswalzen.
Man kann die austretenden Stränge oder Kunststoffbrocken auch verfestigen und zu Körnern zermahlen und anschliessend bei irgendwelchen Formvorgängen zum Einsatz bringen.
Die Verschluss- und Abschneidvorrichtung einer besonderen Ausführungsform kann die Regelung des Rückdruckes in der Mischkammer ermöglichen, während sich die Maschine im Betrieb befindet.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Diese Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine teilweise im Schnitt und teilweise in Seitenansicht wiedergegebene Teildarstellung einer Vorrichtung gemäss der Erfindung;
Fig. 2 einen vergrösserten Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1 ;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Figur 1;
Fig. 4 einen der Fig. 2 ähnlichen Schnitt einer abgeänderten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung;
Fig. 5 eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 4; und in
Fig. 6 einen Schnitt durch die Vorrichtung zum Drehen und Hin- und Herbewegen der Misch- und Presswelle beider wiedergegebener Ausführungsformen.
Eine gemäss der Erfindung konstruierte Vorrichtung eignet sich für die Verwendung in Mischmaschinen üblicher Bauart, beispielsweise einer solchen nach der USA-Patentschrift 3 023 455. Die Mischvorrichtung enthält einen Fuss 1, auf welchem ein Gehäuse 2 montiert ist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine Vielzahl von Lagern 3, von denen eines in Fig. 6 erkennbar ist.
In diesen Lagern ist eine Antriebshülse 4 gelagert, auf welcher ein Kettenrad 5 oder dergleichen aufgekeilt ist, welches sich durch geeignete Einrichtungen, beispielsweise einen nicht gezeichneten Motor antreiben lässt. Auf der Antriebshülse 4 und von ihr angetrieben ist eine Welle 6 befestigt, die in Lagern 7 gelagert ist, welche sich im Gehäuse 2 befinden.
Ferner sind Vorrichtungen zur Hin- und Herbewegung der Welle 6 in Abhängigkeit von ihrer Lage vorgesehen, die aus einem Paar von Nocken 8 und 9 bestehen, die Rücken an Rücken auf der Welle 6 befestigt sind. Die Nocke 8 ist mit einer Umfangsnockenrille 10 versehen, in welcher ein fester Mitnehmer 11 sitzt, der vom Gehäuse 2 getragen wird. Die Nocke 9 weist eine ähnliche Nockenrille 12 auf, in welcher ein ähnlicher Mitnehmer 13 aufgenommen wird. Die Anordnung ist derart getroffen, dass beim Umlauf der Welle 6 der Eingriff der Nockenmitnehmer 11 und 12 in ihren entsprechenden Nockenrillen zu einer axialen Hin- und Herbewegung der Welle führt.
Die Welle 6 ragt ein wesentliches Stück über das Gehäuse 2 vor und sitzt in einer rohrförmigen Büchse 15, die auf dem Gehäuse 2 gelagert ist. Das Innere der Büchse 15 bildet eine Mischkammer 17, in deren hinteres Ende die zu mischenden Substanzen, beispielsweise Polyvinylchlorid-Kunststoff über einen Trichter 18 zugeführt werden, der mit der Kammer 17 in Verbindung steht. Auf dem Innenumfang der Büchse 15 befinden sich im axialen Abstand Knetzähne 19, die mit einer Misch- und Vorschubschnecke 20 zusammenwirken, die auf der Welle 6 befestigt ist und das zu mischende Material in der Kammer 17 vorschiebt, dabei kräftig durchmischt und schliesslich in Richtung des vorderen Endes der Mischkammer befördert.
Die Mischschnecke ist über ihre Länge, wie bei 21 erkennbar, unterbrochen, so dass eine Hin- und Herbewegung der Welle ohne Störung zwischen den Zähnen 19 und der Schnecke 20 möglich ist. Die Büchse 15 wird von einem Mantel 22 mit Abteilungen 23 umgeben, durch welche ein Wärmeaustauschmedium umgewälzt wird.
Das vordere Ende der Büchse 15 läuft in einem vergrösserten Flansch 24 aus, auf dem eine rohrförmige Verlängerung 25 aufgeschraubt oder in anderer geeigneter Weise befestigt ist. Die rohrförmige Verlängerung 25 besitzt eine Bohrung 26 in Verlängerung der Kammer 17, die an ihrem vorderen Ende offen ausmündet. Die Welle 6 erstreckt sich in die Bohrung 26 und trägt eine Hülse 27, auf deren Aussenoberfläche eine wendelförmige Pressschnecke 28 befestigt ist, die kurz vor dem vorderen Ende der Hülse 27 endet. Die Schnecke 28 passt eng in die Oberfläche der Bohrung 26, hat jedoch ein ausreichendes Spiel, um eine Drehbewegung und axiale Bewegungen relativ zur Hülse 25 zu ermöglichen. Hinter der Schneclçe 28 befindet sich ein vergrösserter Schulterstopfen 28a, welcher die I Kon- trolle des Mischvorganges in der Kammer 17 unterstützt.
Das Glied 25 ist mit einem inneren Abteil 29 versehen, durch welches ein Wärmeaustauschmedium umgewälzt werden kann, und weist ausserdem eine radiale Entlüftungsöffnung 30 auf, durch welche Gase austreten können.
Am vorderen Ende der Welle 6 ist für eine Drehung und Hin- und Herbewegung zusammen mit der Welle 6 ein Presskopf oder Stopfen 33 vorgesehen, der einen Randteil 34 an seinem inneren oder rückwärtigen Ende aufweist, welcher die Welle 6 aufnimmt. Der Stopfen ist axial zur Aufnahme einer Schraube 35 durchbohrt, welche in eine Öffnung in der Welle 6 eingeschraubt werden kann, so dass es möglich ist, den Stopfen 33 auf der Welle 6 zu befestigen. Das innere Ende des Randes 34 ist radial, wie bei 36 erkennbar, reduziert und wirkt mit einem entsprechend geformten Ende der Hülse 27 zusammen, so dass eine glatte Verbindung zwischen den Gliedern 27 und 33 entsteht.
Der vordere Teil des Stopfens 33 ist relativ zum Randteil 34 vergrössert und der vergrösserte Teil ist mit wendelförmigen Umfangskanälen oder Rillen 37 versehen, welche um den Stopfen herum verlaufen und sich vom hinteren oder inneren Ende der Vergrösserung bis zum vorderen Ende erstrecken, jedoch kurz vor dem vorderen Ende auslaufen. Somit weist das vordere Ende des Stopfens 33 eine glatte, ununterbrochene Umfangskante 38 auf.
Wie man aus den Figuren 1 und 2 erkennt, ragt der Stopfen 33 ein wesentliches Stück nach vorne über die Hülse 25 hinaus. An der Hülse ist jedoch ein Verlängerungsbund 39 mit einer Bohrung 40 von wesentlich grösserem Durchmesser als dem Durchmesser der Bohrung 26 der Hülse 25 aufgeschraubt oder in anderer Weise befestigt.
Die rohrförmige Trenn- oder Schneideinrichtung 41 mit einer ringförmigen Schneidkante 41a ist am vorderen Ende der Misch- und Strangpressvorrichtung montiert und enthält eine ringförmige Hülse 42 zwischen dem Bund 39 und dem Stopfen 33, der vollständig über den Rillen 37 liegt, wenn sich die Welle 6 in ihrer rückwärtigen Stellung befindet, die in den Fig. 1 und 2 voll ausgezogen wiedergegeben ist. Der Ring 42 erstreckt sich in die Bohrung 26 der Verlängerungshülse 25, um derart das Austrittsende der Mischkammer zu reduzieren. Das hintere Ende des Ringes 42 ist bei 43 abgeschrägt, um den Eintritt des gemischten Materials in den Ring zu erleichtern. Der Innendurchmesser der Hülse 42 entspricht dem Durchmesser des Endes 38 des Stopfens 33 mit gerade soviel Spiel, dass die Hülse über den Stopfen gleiten kann.
Die Trennvorrichtung 41 ist auf der Mischvorrichtung zur axialen Einstellung der Welle 6 montiert. Die Befestigungsvorrichtung besteht aus einer mit Gewinde versehenen Vergrösserung 44 auf der Hülse 42 und einem mit entsprechendem Gewinde versehenen, radial nach innen vorspringendem Flansch 45 auf dem Glied 39. Die Anordnung ist derart getroffen, dass bei Drehung des Gliedes 41 in der einen Richtung die Hülse 42 sich nach rückwärts relativ zum Bund 39 und zur Mischhülse bewegt, während eine Drehbewegung des Gliedes 41 in der anderen Richtung eine Vorwärtsbewegung der Hülse relativ zum Bund 39 und zur Mischbüchse zur Folge hat.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Antriebsvorrichtungen 46 zur axialen Einstellung der Trennvorrichtungen 41 vorgesehen. Diese Antriebsvorrichtungen bestehen vorzugsweise aus einem Elektromotor 47, der mit der Eingangswelle 48 eines Untersetzungsgetriebes 49 verbunden ist. Auf die angetriebene Ausgangswelle 50 dieses Untersetzungsgetriebes ist ein Ritzel 51 aufgekeilt, welches mit einem Zahnrad 52 kämmt, das drehbar auf dem Bund 39 mit Hilfe eines Lagers 53 montiert ist. Ein auf dem Glied 39 befestigter Halternngsring 54 verhindert eine Axialbewegung des Zahnrades 52 relativ zum Glied 39, erlaubt aber eine freie Drehbewegung des Zahnrades.
Wie man am deutlichsten aus Fig. 3 erkennt, umfasst die Trennvorrichtung 41 eine im allgemeinen dreieckige Platte 55 mit drei Öffnungen 56. In jeder der Öffnungen 56 sitzt ein Antriebsübertragungsstift 57, welcher an dem Zahnrad 52 befestigt ist und von diesem nach vorne vorsteht. Ausbildung und Anordnung der AntHIebsvorrilchtung 46 sind so getroffen, dass die Drehung des Ritzels 51 in einer Richtung eine Drehung des Ringes 41 über die Stifte 57 in solcher Richtung zur Folge hat, dass sich die Hülse 42 nach vorne relativ zur iückwärtigen Stellung der Welle 6 bewegt, und eine Drehung des Ritzels in der anderen Richtung dazu führt, dass sich die Hülse 42 relativ zur rückwärtigen Stellung der Welle nach rückwärts bewegt.
Beim Betrieb der bis jetzt beschriebenen Vorrichtung werden die zu mischenden Materialien in die Kammer 17 über den Einlass 18 eingeführt, und der Hauptantriebsmotor, der aus Gründen der Vereinfachung der Zeichnungen nicht dargestellt ist, wird angelassen, so dass die Welle 6 über das Kettenrad 5 in Umlauf versetzt wird. Wenn sich die Welle 6 dreht, dann bewegt sie sich auch gleichzeitig hin und her, wie man auch aus der eingangs genannten USA-Patentschrift entnehmen kann, so dass die Materialien in der Mischkammer gemischt und geknetet und nach vorne in Richtung des vorderen Endes der Mischkammer gefördert werden. Das gesamte aus der Mischkammer abgegebene Material muss zwischen dem Stopfen 33 und der Hülse 42 über die Nuten oder Rillen 37 hindurchlaufen, welche Kanäle zwischen Stopfen und Hülse bilden.
Die Menge des aus der Mischkammer austretenden Materials hängt von den entsprechenden Stellungen von Stopfenende 38 und Ringglied 41 ab. Die Relativstellungen dieser Glieder werden teilweise durch die Hin- und Herbewegung der Welle 6 und durch die Lage des Ringgliedes 41 gesteuert. Die Konstruktion ist derart getroffen, dass bei Einstellung des Ringgliedes 41 in die hinterste Stellung, wie sie voll ausgezogen in Fig. 2 dargestellt ist, und bei in der rückwärtigsten Stellung stehender Welle 6, wie sie ebenfalls voll ausgezogen in Fig. 2 wiedergegeben ist, das vordere Ende der Hülse 42 vollständig über den Rillen 37 liegt und sie verschliesst und damit den Austritt irgendwelchen Materials durch diese Rillen verhindert.
Wird die Rille 6 in Achsrichtung nach vorne in die gestrichelt gezeichnete Stellung nach Fig. 2 bewegt, dann öffnen sich die vorderen Enden der Rillen 37, wodurch mehrere Stränge oder Bänder des Materials zwischen dem Ring 41 und dem Stopfen 38 austreten können. Bei nach rückwärts gerichteter Axialbewegung der Welle 6 aus der gestrichelt gezeichneten Stellung nach Fig. 2 arbeitet die äus sere Kante 41a des Gliedes 41 mit der Kante 38a des Stopfens 33 zusammen, um das ausgepresste Material abzutrennen und damit Längen des Materials zu formen, die sich für einen Zwischentransport zu üblichen Kalan derwalzen eignen, während sie sich noch in heissem Zustande befinden.
Bei in seiner am weitesten rückwärts liegenden Stellung des Ringes 41 ist der Aufstoss des Materials ein Maximum. Der Austritt des Materials kann durch Be tätigung der Airriebsvorrichtung 46 in der Weise, dass sich der Ring 41 nach vorne in die gestrichelte Stellung nach Fig. 2 bewegt, reduziert werden. Die Hülse 42 lässt sich soweit nach vorne bewegen, um den Austritt jeglichen Materials aus der Mischmaschine zu verhindern, oder den Austritt jeder Menge zwischen Null und diesem Maximum zu ermöglichen. Die Steigung der Vorschubschnecke 28 ist derart gewählt, dass die Rillen 37 immer gefüllt sind.
Die Vorrichtung 46 lässt sich betreiben, wenn die Welle 6 der Mischmaschine gedreht und hin- und herbewegt wird, wobei der Maschinenarbeiter die Menge des auszupressenden Materials den jeweiligen Bedingungen ohne Schwierigkeiten anpassen kann. Darüberhinaus befähigt die Möglichkeit der Regulierung des Austrittes während des Betriebes der Maschine den Arbeiter zu Einstellungen zur Regulation der Temperatur des Materials innerhalb der Mischkammer und damit auch zur Regelung der Austrittstemperatur. Durch Verringerung der aus dem Mischer abgegebenen Materialmenge kann beispielsweise die Haltezeit des Materials im Mischer und damit die Temperatur der innerhalb der Mischkammer zu mischenden und zu knetenden Materialien vergrössert werden.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 sollen nur die Teile, die sich von den Teilen der bereits beschriebenen Ausführungsformen unterscheiden, im einzelnen näher erörtert werden.
Die in den Fig. 4 und 5 wiedergegebene Vorrichtung umfasst eine Verlängerungshülse 25a ähnlich der Hülse 25, ausser dass die Hülse 25a an ihrem vorderen Ende in einer flachen Fläche ausläuft. Ein Stopfen 33a ist auf dem vorderen Ende der Welle 6 in der gleichen Weise wie der Stopfen 33 montiert und umfasst eine Verlängerung 38a mit über den Umfang im Abstand angeordneten Umfangsrillen 37a, welche sich über die ganze Länge der Verlängerung erstrecken und Kanäle zwischen dieser Verlängerung und der Bohrung 26a des Gliedes 25a bilden, durch welche das Material aus der Mischkammer ausgepresst werden kann.
Auf dem vorderen Ende des Gliedes 25a ist in Achsrichtung vor dem Stopfen 33a ein Ring 60 mit Hilfe von Schrauben 61 oder dgl. befestigt und umfasst einen Ringteil 62, der sich über die Rillen 37a legt. Der Ringteil 62 ist mit einer Reihe radial nach innen vorstehender Messer 63 versehen, die in ihrer Anzahl der Anzahl der Rillen 37a entsprechen. Eine radiale Kante jedes Messers 63 ist, wie bei 64 angedeutet, geschärft.
Der Stopfen 33a bewegt sich mit der Welle 6 zwischen den voll ausgezogenen und gestrichelt gezeichneten Stellungen nach Fig. 4 hin und her und dreht sich in Richtung des Pfeiles a nach Fig. 5. Bei umlaufender Welle werden die Materialien in der Mischkammer gemischt und geknetet und nach vorne zum offenen Ende des Mischers durch die Mischschnecke und die Schnekken 28 gefördert. Da sich der Stopfen dreht und hinund herbewegt, bewegt sich das Material durch die von den Rillen 37a gebildeten Kanäle derart, dass Bänder oder Stränge ausgepresst werden. Da der Stopfen 33a umläuft, wird jedes Materialband aufeinanderfolgend einem Messer 63 gegenübergestellt, welches das Band am Ende des Vorwärtshubes des Stopfens 33a abtrennt, so dass die gewünschten Längen entstehen. In diesem Falle halten die Schnecken 28 ebenfalls die Rillen 38a zu jedem Zeitpunkt gefüllt.
Mixing and extrusion press
The invention relates to a mixing and extrusion press, in particular for plastics, consisting of a mixing housing open on one side; from a shaft arranged axially in the mixing housing with a screw conveyor extending to one of its ends and with a connecting plug arranged at this end of the shaft, which has a diameter substantially corresponding to the diameter of the open end of the mixing housing; and from facilities for moving back and forth and rotating the shaft and the end plug relative! v to the mixer housing.
In the plastics industry, it is common practice to mix the various plasticizers, dyes and other plastic ingredients and to tablet the mixed substance. Mixing takes place under controlled temperature and pressure conditions that are appropriate to ensure the best mixing of the ingredients. Usually the beads or tablets are cooled and then stored for further processing. While devices for tabletting the output of the machines of this type are known, there are still no devices for separating the material into strands or strips and for cutting the strands of the mixed material when leaving the machine into short lengths for subsequent transfer to the calender rolls, with which then the hot plastic is processed into plates or films.
Many factors, including the temperature of the extruded product, the temperature of the rolls, and the plasticity of the material, determine whether a rolling operation is successful.
The press according to the invention is characterized in that the rotating and reciprocating sealing plug has channels running from the inside to the outside for the strands to pass in the axial direction and that cutting edges are provided on the end of the housing adjacent to the plug, relative to their movement the strands are cut into partial lengths for the channels. In a preferred embodiment of the device according to the invention, the cutting device is adjustable in the axial direction in order to control the extent of the grooves or grooves which are exposed at the end of the rearward stroke of the kneading shaft.
It was found that the axial position of the separating device allows the operation to be controlled in the sense that the position of the separating device regulates the dwell time of the material in the mixer and directly influences the starting temperature of the material, which is essentially fed directly to the calender rolls, and thus as As a result, it also affects the final strength or thickness of the rolled material.
In a special embodiment, the separating device can be adjustable during the mixing and kneading process in order to provide the necessary regulation of both the mixing and submixing process and any processes immediately following it.
The z. B. resulting soft plastic lumps can be fed directly to the calender rolls, which then roll them out into a continuous sheet or film of the most precise thickness dimensions.
The emerging strands or plastic chunks can also be solidified and ground into grains and then used in any molding process.
The closing and cutting device of a particular embodiment can enable the back pressure in the mixing chamber to be regulated while the machine is in operation.
Exemplary embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. These drawings show in
1 shows a partial representation, partly in section and partly in side view, of a device according to the invention;
FIG. 2 shows an enlarged section through part of the device according to FIG. 1;
3 shows a section along the line 3-3 of FIG. 1;
4 shows a section, similar to FIG. 2, of a modified embodiment of the device according to the invention;
FIG. 5 shows a view of the device according to FIG. 4; and in
6 shows a section through the device for rotating and reciprocating the mixing and pressing shaft of the two embodiments shown.
A device constructed according to the invention is suitable for use in mixing machines of the usual type, for example one according to US Pat. No. 3,023,455. The mixing device contains a foot 1 on which a housing 2 is mounted. A multiplicity of bearings 3 are located within the housing, one of which can be seen in FIG.
In these bearings, a drive sleeve 4 is mounted, on which a sprocket 5 or the like is keyed, which can be driven by suitable devices, for example a motor (not shown). On the drive sleeve 4 and driven by it, a shaft 6 is attached, which is mounted in bearings 7, which are located in the housing 2.
Furthermore, devices for reciprocating the shaft 6 depending on its position are provided, which consist of a pair of cams 8 and 9 which are fixed back to back on the shaft 6. The cam 8 is provided with a circumferential cam groove 10 in which a fixed driver 11, which is carried by the housing 2, is seated. The cam 9 has a similar cam groove 12 in which a similar driver 13 is received. The arrangement is such that when the shaft 6 revolves, the engagement of the cam followers 11 and 12 in their corresponding cam grooves leads to an axial reciprocating movement of the shaft.
The shaft 6 protrudes a substantial distance beyond the housing 2 and is seated in a tubular sleeve 15 which is mounted on the housing 2. The interior of the sleeve 15 forms a mixing chamber 17, into the rear end of which the substances to be mixed, for example polyvinyl chloride plastic, are fed via a funnel 18 which is connected to the chamber 17. On the inner circumference of the sleeve 15 there are kneading teeth 19 at an axial distance, which cooperate with a mixing and feed screw 20 which is attached to the shaft 6 and advances the material to be mixed in the chamber 17, mixing it vigorously and finally in the direction of the conveyed forward end of the mixing chamber.
The mixing screw is interrupted along its length, as can be seen at 21, so that a back and forth movement of the shaft is possible without interference between the teeth 19 and the screw 20. The sleeve 15 is surrounded by a jacket 22 with compartments 23 through which a heat exchange medium is circulated.
The front end of the sleeve 15 terminates in an enlarged flange 24 on which a tubular extension 25 is screwed or fastened in another suitable manner. The tubular extension 25 has a bore 26 in the extension of the chamber 17, which opens out openly at its front end. The shaft 6 extends into the bore 26 and carries a sleeve 27, on the outer surface of which a helical press screw 28 is attached, which ends shortly before the front end of the sleeve 27. The worm 28 fits snugly into the surface of the bore 26, but has sufficient play to allow rotary and axial movements relative to the sleeve 25. Behind the Schneclçe 28 there is an enlarged shoulder plug 28a, which supports the control of the mixing process in the chamber 17.
The member 25 is provided with an inner compartment 29 through which a heat exchange medium can be circulated, and also has a radial vent opening 30 through which gases can escape.
At the front end of the shaft 6, a press head or plug 33 is provided for rotation and reciprocating movement together with the shaft 6, which press head or plug 33 has an edge portion 34 at its inner or rear end which receives the shaft 6. The plug is drilled through axially to receive a screw 35 which can be screwed into an opening in the shaft 6, so that it is possible to fasten the plug 33 on the shaft 6. The inner end of the edge 34 is reduced radially, as can be seen at 36, and interacts with a correspondingly shaped end of the sleeve 27, so that a smooth connection between the links 27 and 33 is created.
The front part of the plug 33 is enlarged relative to the edge part 34 and the enlarged part is provided with helical circumferential channels or grooves 37 which run around the plug and extend from the rear or inner end of the enlargement to the front end, but just before the run out at the front end. Thus the front end of the plug 33 has a smooth, uninterrupted peripheral edge 38.
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the plug 33 protrudes a substantial distance forward beyond the sleeve 25. On the sleeve, however, an extension collar 39 with a bore 40 of a substantially larger diameter than the diameter of the bore 26 of the sleeve 25 is screwed or fastened in some other way.
The tubular severing or cutting device 41 with an annular cutting edge 41a is mounted at the front end of the mixing and extrusion apparatus and contains an annular sleeve 42 between the collar 39 and the plug 33 which lies completely over the grooves 37 when the shaft 6 is is in its rearward position, which is shown in Figs. 1 and 2 fully extended. The ring 42 extends into the bore 26 of the extension sleeve 25 so as to reduce the outlet end of the mixing chamber. The rear end of the ring 42 is chamfered at 43 to facilitate entry of the mixed material into the ring. The inner diameter of the sleeve 42 corresponds to the diameter of the end 38 of the plug 33 with just enough play that the sleeve can slide over the plug.
The separating device 41 is mounted on the mixing device for axial adjustment of the shaft 6. The fastening device consists of a threaded enlargement 44 on the sleeve 42 and a correspondingly threaded, radially inwardly projecting flange 45 on the member 39. The arrangement is such that when the member 41 is rotated in one direction, the sleeve 42 moves rearwardly relative to collar 39 and the mixing sleeve, while rotational movement of member 41 in the other direction results in forward movement of the sleeve relative to collar 39 and the mixing sleeve.
In a preferred embodiment, drive devices 46 are provided for axially adjusting the separating devices 41. These drive devices preferably consist of an electric motor 47 which is connected to the input shaft 48 of a reduction gear 49. A pinion 51 which meshes with a gear 52 which is rotatably mounted on the collar 39 with the aid of a bearing 53 is keyed onto the driven output shaft 50 of this reduction gear. A retaining ring 54 fastened on member 39 prevents axial movement of gear 52 relative to member 39, but allows the gear to rotate freely.
As best seen in Figure 3, the separator 41 includes a generally triangular plate 55 having three openings 56. Each of the openings 56 has a drive transmission pin 57 attached to and protruding forwardly from the gear 52. The design and arrangement of the AntHIebsvorrilchtung 46 are such that the rotation of the pinion 51 in one direction results in a rotation of the ring 41 over the pins 57 in such a direction that the sleeve 42 moves forward relative to the rearward position of the shaft 6 , and rotation of the pinion in the other direction causes the sleeve 42 to move rearward relative to the rearward position of the shaft.
In operation of the device described so far, the materials to be mixed are introduced into the chamber 17 via the inlet 18, and the main drive motor, which is not shown for the sake of simplicity of the drawings, is started so that the shaft 6 via the sprocket 5 in FIG Circulation is offset. When the shaft 6 rotates, it also moves back and forth at the same time, as can also be seen from the US patent mentioned at the beginning, so that the materials are mixed and kneaded in the mixing chamber and forward towards the front end of the mixing chamber be promoted. All of the material discharged from the mixing chamber must pass between the plug 33 and the sleeve 42 via the grooves or grooves 37 which form channels between the plug and the sleeve.
The amount of material emerging from the mixing chamber depends on the corresponding positions of the plug end 38 and ring member 41. The relative positions of these members are partly controlled by the reciprocating movement of the shaft 6 and by the position of the ring member 41. The construction is made such that when the ring member 41 is set in the rearmost position, as shown in full extension in FIG. 2, and with the shaft 6 in the rearmost position, as is also shown in full extension in FIG. 2, the front end of the sleeve 42 lies completely over the grooves 37 and closes them, thus preventing any material from escaping through these grooves.
If the groove 6 is moved forwards in the axial direction into the position shown in dashed lines according to FIG. 2, then the front ends of the grooves 37 open, whereby several strands or bands of the material between the ring 41 and the plug 38 can emerge. With a backward axial movement of the shaft 6 from the position shown in dashed lines in FIG. 2, the outer edge 41a of the member 41 cooperates with the edge 38a of the plug 33 to separate the pressed material and thus to form lengths of the material, which derwalzen suitable for an intermediate transport to usual Kalan, while they are still in hot condition.
When the ring 41 is in its furthest rearward position, the impact of the material is a maximum. The emergence of the material can be reduced by actuating the air drive device 46 in such a way that the ring 41 moves forward into the position shown in broken lines according to FIG. 2. The sleeve 42 can be moved forward enough to prevent any material from exiting the mixer or to allow any amount between zero and this maximum to exit. The pitch of the feed screw 28 is selected such that the grooves 37 are always filled.
The device 46 can be operated when the shaft 6 of the mixing machine is rotated and moved back and forth, the machine operator being able to adjust the amount of the material to be pressed out to the respective conditions without difficulty. In addition, the ability to regulate the outlet while the machine is in operation enables the worker to make settings to regulate the temperature of the material inside the mixing chamber and thus also to regulate the outlet temperature. By reducing the amount of material discharged from the mixer, for example, the holding time of the material in the mixer and thus the temperature of the materials to be mixed and kneaded within the mixing chamber can be increased.
In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, only the parts that differ from the parts of the embodiments already described are to be discussed in more detail.
The device shown in FIGS. 4 and 5 comprises an extension sleeve 25a similar to the sleeve 25, except that the sleeve 25a terminates in a flat surface at its front end. A plug 33a is mounted on the front end of the shaft 6 in the same way as the plug 33 and comprises an extension 38a with circumferentially spaced circumferential grooves 37a which extend the entire length of the extension and channels between this extension and the bore 26a of the member 25a through which the material can be pressed out of the mixing chamber.
A ring 60 is fastened to the front end of the link 25a in the axial direction in front of the plug 33a with the aid of screws 61 or the like and comprises a ring part 62 which lies over the grooves 37a. The ring part 62 is provided with a series of radially inwardly projecting blades 63, the number of which corresponds to the number of grooves 37a. A radial edge of each knife 63 is, as indicated at 64, sharpened.
The plug 33a moves with the shaft 6 between the fully extended and dashed positions according to FIG. 4 back and forth and rotates in the direction of arrow a according to FIG. 5. When the shaft rotates, the materials are mixed and kneaded in the mixing chamber conveyed forward to the open end of the mixer by the mixing screw and the screws 28. As the plug rotates and reciprocates, the material moves through the channels formed by the grooves 37a in such a way that ribbons or strands are squeezed out. Since the stopper 33a rotates, each strip of material is successively placed opposite a knife 63, which cuts the strip at the end of the forward stroke of the stopper 33a, so that the desired lengths are produced. In this case, the screws 28 also keep the grooves 38a filled at all times.