DE102019206091A1

DE102019206091A1 - Vorrichtung zum Temperieren einer Kautschukvormischung sowie deren Verwendung, Mischsystem und Verfahren zum Herstellen einer Kautschukmischung

Info

Publication number: DE102019206091A1
Application number: DE102019206091.9A
Authority: DE
Inventors: Detlef Kuck; Armando Pereira
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2019-04-29
Filing date: 2019-04-29
Publication date: 2020-10-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Temperieren einer angemischten Kautschukvormischung, umfassend mindestens eine obere Kammer, mindestens eine untere Kammer, mindestens eine Abfangeinheit zum Aufnehmen einer Kautschukvormischung, wobei die Abfangeinheit die obere und untere Kammer räumlich voneinander trennt, und ein, zwei, drei oder mehr als drei Temperierelemente zum Temperieren einer Kautschukvormischung in der oberen Kammer.Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Kautschukmischung und die Verwendung der Vorrichtung sowie ein Mischsystem zum Mischen einer Kautschukmischung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Temperieren einer angemischten Kautschukvormischung. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Kautschukmischung und die Verwendung der Vorrichtung sowie ein Mischsystem zum Mischen einer Kautschukmischung.
In der Kautschukindustrie werden Kautschukmischungen in verschiedenen Stufen in einem oder mehreren Mischern hergestellt. Dabei werden die einzelnen Kautschukmischungsbestandteile zuerst zu einer Kautschukvormischung vermischt, um anschließend zu einer angemischten Kautschukmischung beispielsweise einer Kautschukgrundmischung oder einer Kautschukfertigmischung verarbeitet zu werden. Die wichtigsten Prozessparameter zum Anmischen einer Kautschukmischung sind dabei insbesondere die Temperatur der Kautschukmischung und das verwendete Temperaturprogramm beim Anmischen. Dabei sollte das Temperaturprogramm möglichst kurz sein, um das Herstellen einer Kautschukmischung zu beschleunigen, und zudem sollte der Mischer möglichst ausgelastet betrieben werden. Um Letzteres zu ermöglichen, werden seit geraumer Zeit verschiedene Begleitvorrichtungen eingesetzt, welche die Auslastung des Mischers erhöhen.
Solche Begleitvorrichtungen sind beispielsweise:

EP 3266576 A1 offenbart ein „Verfahren zur Herstellung einer Gummimischung zur Herstellung von Fahrzeugreifen“ mit einer Drehmoment-Regelung des Mischwerkzeuges (s. Anspruch 1).

DE 102017204633 A1 offenbart einen Mischer mit „einem Sattel und ein Verfahren zum Reinigen eines Sattels der Mischvorrichtung“ (s. Titel).
DE 102017212387 A1 offenbart eine „Mischvorrichtung mit zumindest einer Mischkammer (4, 4'), in welcher Rotoren (5) angeordnet sind, wobei eine Anlagensteuerung vorgesehen ist, mittels welcher Verfahrensparameter, zu welchen insbesondere die Drehzahl der Rotoren (5), die Absaugleistung einer Absaugeinrichtung (13, 14, 15) und die Mischzeit gehören, gesteuert bzw. geregelt werden“ (s. Anspruch 1).
Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine höhere Auslastung des Mischers zur Herstellung von Kautschukmischungen und/oder eine bessere Qualität der angemischten oder hergestellten Kautschukmischung ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Temperieren einer Kautschukvormischung, umfassend:

- mindestens eine obere Kammer,
- mindestens eine untere Kammer,
- mindestens eine Abfangeinheit zum Aufnehmen einer Kautschukvormischung, wobei die Abfangeinheit die obere und untere Kammer räumlich voneinander trennt, und
- ein, zwei, drei oder mehr als drei Temperierelemente zum Temperieren einer Kautschukvormischung, wobei das eine oder mindestens eins der zwei, drei, oder mehr als drei Temperierelemente in der oberen Kammer angeordnet ist.

Überraschenderweise wurde herausgefunden, dass die Auslastung eines Mischers dadurch erhöht werden kann, dass die einzelnen Aufgaben des Mischers, nämlich homogenes Vermischen und Temperieren der Kautschukmischung, zumindest teilweise getrennt werden. Es ist daher ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass, nachdem in einem ersten Mischer die Kautschukmischungsbestandteile zumindest teilweise vermischt wurden und so eine Kautschukvormischung bilden, diese Kautschukvormischung anschließend in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weiterhin temperiert wird, um notwendige chemischen Reaktionen abzuschließen und/oder die Kautschukvormischung soweit abzukühlen, daß im darauffolgenden Schritt in der Untermaschine die Fertigmischung erzeugt werden kann. Währenddessen kann der Mischer wieder neu beladen werden und somit die Auslastung des Mischers erhöht werden. Auf diese Weise erfüllt der Mischer ständig beide Aufgaben, nämlich homogenes Vermischen zu einer Kautschukvormischung und Temperieren der Kautschukvormischung. Der Teil des im Stand der Technik verwendeten Mischprozesses, bei dem die bereits homogen vermischte Kautschukvormischung im Mischer lediglich auf einer hohen Temperatur gehalten wird, beziehungsweise abgekühlt wird entfällt somit in einem Mischer in Kombination mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, da dieser Teil ausschließlich in der erfindungsgemäßen Vorrichtung und nicht im Mischer durchgeführt wird. Dies führt zu einer gesteigerten Auslastung von mindestens 30 %, bei Silica-haltigen Kautschukmischungen zu einer Steigerung von 50 %, im Vergleich zu einem Mischverfahren, indem die Kautschukvormischung ausschließlich in einem herkömmlichen Mischer ohne erfindungsgemäße Vorrichtung durchgeführt wird.
Zusätzlich zu der erhöhten Auslastung des Mischers führt dies auch dazu, dass die in einer erfindungsmäßen Vorrichtung temperierte Kautschukvormischung im Hinblick auf ihre Temperatur besser kontrolliert werden kann. Dies führt dazu, dass die gesamte Kautschukvormischung ein homogeneres Temperaturprofil aufweist und somit auch zu einer qualitativ hochwertigeren Kautschukfertigmischung verarbeitet werden kann, da die Kautschukvormischung weniger Abweichungen in ihrer chemischen Zusammensetzung aufweist.
Die Temperatur wird nur bei Silica-haltigen Mischungen gehalten damit die entsprechenden chemischen Reaktionen, z.B. zewischen Silan und Silica, abgeschlossen werden können. Nach Abschluss der chemischen Reaktion muss der Batch, d.h. die angemischte Kautschukvormischung oder auch Kautschukgrundmischung, abgekühlt werden, um im Untermischer die Fertigmischung zu erzeugen. Wenn der Batch zu heiß ist, springt die Mischung an, sobald die Fertigmischchemikalien zugefügt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Ausdruck „Temperieren einer Kautschukmischung“ jegliche Handlung, welche eine signifikante Abweichung des natürlichen Abkühlverhaltens einer Kautschukmischung bei der gegebenen Umgebungstemperatur bewirkt, hierzu gehört sowohl ein Heizen, beispielsweise mittel Heizelementen, als auch ein Kühlen der Kautschukmischung. Ein natürliches Abkühlverhalten einer Kautschukmischung ist hierbei insbesondere die Temperaturanpassung einer erhitzten Kautschukmischung an die Umgebungstemperatur aufgrund des thermodynamischen Gleichgewichts. Der Ausdruck „Temperieren einer Kautschukmischung“ umfasst somit im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht das Erwärmen einer Kautschukmischung, welche eine Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur aufweist, bis hin zu Umgebungstemperatur.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Ausdruck „Kautschukvormischung“ eine Mischung umfassend Kautschuk, bei der die einzelnen Kautschukmischungsbestandteile und der Kautschuk zu einer Einheit vermengt wurden. Dabei ist es irrelevant, ob in der einen Einheit immer noch die einzelnen Kautschukmischungsbestandteile oder die verwendeten „Kautschukklumpen“ mit dem bloßen Auge noch sichtbar sind. Besonders bevorzugt ist im Rahmen der vorigen Erfindung jedoch eine Kautschukvormischung eine solche Mischung, welche zumindest einen Kautschuk mit einem weiteren Kautschuk oder mit einem weiteren Kautschukmischungsbestandteil umfasst, wobei der oder die Kautschuke oder der Kautschuk und der weitere Kautschukmischungsbestandteil mit dem bloßen Auge nicht mehr unterscheidbar sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann eine Kautschukvormischung auch eine Kautschukgrundmischung sein oder eine Vorstufe der Kautschukgrundmischung, welche dann durch Hinzufügen weiterer Mischungsbestandteile außer den Vulkanisationsmitteln zu einer Kautschukgrundmischung verarbeitet werden kann. Die Kautschukgrundmischung kann dann wie gewohnt zu einer Kautschukfertigmischung verarbeitet werden, indem beispielsweise die Vulkanisationsmittel hinzugefügt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Abfangeinheit einer erfindungsmäßen Vorrichtung verschiedene Formen annehmen, wie beispielsweise ein Fangnetz, eine Falltür, eine Schiebeelement oder ein Gitter für die Kautschukvormischung oder nachstehend beschriebene Klapptüren, wobei die Abfangeinheit bevorzugt in der Lage ist eine aus einem oberen Mischer herunterfallende Kautschukvormischung aufzufangen.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Temperierelemente

- Heizelemente und/oder
- Schraubenförmige, hohle Elemente mit Wasserkreislauf und/oder
- Lüftungselemente zum Umströmen einer Kautschukvormischung mit einem Temperiermittel, bevorzugt Gas, besonders bevorzugt Luft, umfassen, wobei das Lüftungselement bevorzugt eine oder mehrere nachstehend beschriebene Lüftungsöffnungen umfasst.

Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass durch die Verwendung der ersten beiden oder allen drei vorstehend beschriebenen Elementen eine besonders gute Temperaturkontrolle erreicht werden kann. Dies gilt insbesondere auf Vorrichtungen im Vergleich zu Vorrichtungen, bei denen die Wärme zu Kautschukmischung ausschließlich aufgrund des Vermischens der Kautschukmischung erreicht wird.
Heizelemente können elektrisch betriebene Flächenheizkörper sein, die auf den Wänden von außen befestigt werden.
Besonders vorteilhaft sind hierbei die vorstehend beschriebene Schraubelemente in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eingebaut, da diese in das Innere eines „Kautschukvormischungsklumpen“ hineingeschraubt werden können und somit auch den inneren Teil des Klumpens kühlen können, welche Lüftungselemente oder Heizelemente nicht erreichen können. Als Schraubelemente eignen sich beispielsweise dem Fachmann bekannte Schnecken mit einem Außengewinde und Schrauben mit einem Außengewinde.
Die Seitenwände der oberen Kammer einer erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen dabei bevorzugt zusätzlich Abstreifeinheiten, um das Außengewinde der Schraubelemente von eventuell an dem Außengewinde haftende Kautschukmischung zu befreien.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung weisen die obere und die untere Kammer einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei der Querschnitt senkrecht zur Förderrichtung gebildet wird.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das eine oder mindestens eins der mehreren oder jedes Temperierelement eine Wasserkühlung umfasst und/oder dazu eingerichtet ist, eine Kautschukvormischung in der oberen Kammer abzukühlen.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass eine noch schnellere Abkühlung der zuvor im Mischer gemischten Kautschukvormischung erreicht wird im Vergleich zu Vorrichtungen ohne Wasserkühlung. Dies ermöglicht eine bessere Temperaturkontrolle wie vorstehend beschrieben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „Wasserkühlung“ eines Elements insbesondere Aussparungen innerhalb des Elements, durch welches Wasser geleitet werden kann, um Wärme aus dem Element abzuleiten.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das eine oder mindestens eins der mehreren oder sämtliche Temperierelemente Schraubelemente mit Außengewinde umfassen, wobei die Schraubelemente durch Gewindeöffnungen mit Innengewinde in den Seitenwänden in die obere Kammer gedreht werden können, wobei das Innen- und Außengewinde bevorzugt als selbstreinigendes Gewinde ausgebildet ist.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass zum Einsatz der Schraubelemente kein Motor zum Vorschub der Schraubelemente benötigt wird. Das Einführung der Schraubelemente in die Kautschukvormischung wird somit lediglich durch das Drehen der Schraubelemente erreicht. Somit ist eine leicht in bekannte Zwischenschächte zwischen Mischern implementierbare Abkühlung unabhängig von der Kautschukvormischung innerhalb der oberen Kammer der erfindungsmäßen Vorrichtung möglich. Beispiele solcher Selbstreinigungsgewinde sind in DE 102012102466 A1 Absatz [0015] und in DE 602004007971 T2 Absatz [0040] beschrieben. Bevorzugt ist das selbstreinigendes Gewinde geschraubt Elements einer erfindungsgemäßen Vorrichtung so ausgebildet wie in einer der beiden vorstehend beschriebenen Offenbarungen beschrieben.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei

- zwei, drei oder vier Seitenwände der oberen Kammer jeweils eine Lüftungsöffnung aufweisen, durch die Temperiermittel strömen kann, und/oder
- das eine oder mindestens eins der mehreren oder sämtliche Temperiermittel hauptsächlich oder gänzlich aus Luft und/oder Wasser besteht, bevorzugt ist das Temperiermittel Wasserdampf oder besonders bevorzugt ausschließlich Luft.

Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass das Umströmen der Kautschukvormischung mittels eines vorstehend beschriebenen Temperiermittels oder eines anderen Temperiermittels, beispielsweise eines sehr wärmeleitfähigen Gases, ohne mechanisches Einwirken auf die Kautschukvormischung wie beispielsweise bei den vorstehend beschrieben Schraubelementen temperiert werden kann.
Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei zwei, drei oder vier Seitenwände der oberen Kammer jeweils durch mindestens eine Lüftungsöffnung in eine obere Seitenwandhälfte und in eine untere Seitenwandhälfte geteilt werden, wobei durch die Lüftungsöffnung jeweils Temperiermittel strömen kann.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass mit der vorstehend beschriebenen Anordnung Luft als Temperiermittel möglichst nahe um die Kautschukvormischung geführt werden kann und gleichzeitig in den unteren Seitenwandhälften die vorstehend beschriebenen Schraubelemente mit Wasserkühlung eingebracht werden können um auch den inneren Teil der Kautschukmischung zu kühlen. Auf diese sehr vorteilhafte Weise kühlt die Luft als Temperiermittel die Kautschukvormischung von außen und die Schraubelemente die Kautschukvormischung von innen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist mit dem Teilen der Seitenwand in zwei Seitenwandhälften wie vorstehend beschrieben gemeint, dass rein aufgrund der Anwesenheit der Lüftungsöffnung eine rein schematische Teilung der Seitenwand in eine untere und eine obere Seitenwandhälfte möglich ist. Hierbei muss die Lüftungsöffnung nicht über die gesamte Seitenwandbreite gehen und somit die Seitenwand wirklich in zwei Hälften teilen.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben und insbesondere wie vorstehend als besonders bevorzugt beschrieben, wobei Heizelemente zum Heizen einer Kautschukvormischung in der obere Seitenwandhälfte der Seitenwände angeordnet sind.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass in der oberen Kammer einer erfindungsmäßen Vorrichtung nicht nur gekühlt, sondern auch geheizt werden kann und somit eine erfindungsgemäße Vorrichtung für verschiedene Kautschukmischungen einsetzbar ist. Dies reduziert die Umbauarbeiten von einer Kautschukmischungsrezeptur auf eine neue Kautschukmischungsrezeptur und erhöht somit die Auslastung des Mischers.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei eine, zwei oder sämtliche untere Seitenwandhälften aus Förderbändern zum aktiven Transferieren von Kautschukvormischung in die untere Kammer umfassen. Bevorzugt ist hierbei zudem am unteren Umlenkpunkt der Förderbänder eine Abstreifeinheit eingerichtet, um an der an dem Förderband haftende Teile der Kautschukvormischung abzustreifen und in die untere Kammer zu befördern.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass auch sehr klebrige Kautschukmischungen, insbesondere Silika-Kautschukmischungen oder Silan-haltige Silika-Kautschukmischungen, problemlos in die untere Kammer eine erfindungsgemäße Vorrichtung gefördert werden können.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Abfangeinheit aus zwei Klapptüren besteht, welche durch Rotation um eine Achse in einen geöffneten und in einen geschlossenen Zustand überführt werden können. Die Achsenerstreckung der vorstehend beschriebenen Achse verläuft hierbei bevorzugt senkrecht zur Förderrichtung, welche im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Richtung der Schwerkraft entspricht.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere Klapptüren eine ausreichende Stabilität aufweisen, um die schweren herunterfallenden Kautschukvormischungen abzufangen.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Abfangeinheit Kühlelemente mit Wasserkühlung zum Kühlen einer mittels der Abfangeinheit aufgenommenen Kautschukvormischung umfasst.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass auch die Seite der Kautschukvormischung, welche auf der Abfangeinheit aufliegt gekühlt werden kann, und somit eine noch bessere Kühleffizienz der Kautschukvormischung sichergestellt werden kann.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die untere Kammer eine Füttereinheit zum Zuführen von weiteren Kautschukmischungsbestandteilen in die untere Kammer aufweist, beispielsweise einen Trichter.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass weitere Kautschukmischungsbestandteile in einen unterhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung befindlichen Mischer hinzugefügt werden können, beispielsweise Vulkanisationsmittel oder Begrenzungsbeschleuniger. Auf diese Weise wäre es möglich, auf besonders schnelle Weise eine Kautschukfertigmischung mittels einer vor- oder nachstehend beschriebenen Tandemmischvorrichtung umfassend eine erfindungsmäßen Vorrichtung herzustellen. Eine solche Tandemmischvorrichtung umfasst dabei einen ersten Mischer, welcher oberhalb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet ist, und einen zweiten Mischer, welcher unterhalb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wäre daher bei so einer Tandemmischvorrichtung die Reihenfolge der folgenden Kammern von oben nach unten wie folgt: Mischkammer eines ersten Mischers, obere Kammer einer erfindungsmäßen Vorrichtung, untere Kammer einer erfindungsmäßen Vorrichtung und Mischkammer eines zweiten Mischers.
Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Aspekte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Temperieren einer angemischten Kautschukvormischung gelten auch für sämtliche Aspekte eines nachstehend beschriebenen Mischsystems und die nachstehend diskutierten vorteilhaften Aspekte erfindungsgemäßer Mischsysteme gelten entsprechend für sämtliche Aspekte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Temperieren einer angemischten Kautschukvormischung.
Die Erfindung betrifft auch ein Mischsystem zum Mischen von Kautschukmischungen, umfassend einen oder zwei Mischer und eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche räumlich unterhalb des einen Mischers angeordnet ist oder räumlich zwischen den zwei Mischern angeordnet ist.
Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Aspekte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Temperieren einer angemischten Kautschukvormischung oder eines erfindungsgemäßen Mischsystems zum Mischen von Kautschukmischungen gelten auch für sämtliche Aspekte eines nachstehend beschriebenen Verfahrens und die nachstehend diskutierten vorteilhaften Aspekte erfindungsgemäßer Verfahren gelten entsprechend für sämtliche Aspekte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Temperieren einer angemischten Kautschukvormischung oder eines erfindungsgemäßen Mischsystems zum Mischen von Kautschukmischungen.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Kautschukmischung, umfassen die folgende Schritt:

A) Anmischen einer Kautschukvormischung in einem ersten Mischer oder Bereitstellen einer Kautschukvormischung, wobei die Kautschukvormischung bevorzugt ein oder mehrere Silanisierungsmittel umfasst,
B) Transferieren der in Schritt A) bereitgestellten oder angemischten Kautschukvormischung in eine obere Kammer einer Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, bevorzugt sodass die Kautschukvormischung mittels der Abfangeinheit der Vorrichtung aufgenommen wird,
C) Temperieren der in die obere Kammer transferierten Kautschukvormischung mittels ein, zwei, drei oder mehr als drei Temperierelemente innerhalb der oberen Kammer der Vorrichtung,
D) Mischen der temperierten Kautschukvormischung in einem ersten oder einem zweiten Mischer, sodass eine Kautschukmischung entsteht.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschreibt der Ausdruck „Anmischen“ das Herstellen einer Kautschukvormischung wie vorstehend beschrieben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Schritt B) eines erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt dann abgeschlossen, wenn die Kautschukvormischung vollumfänglich sich innerhalb der oberen Kammer einer erfindungsmäßen Vorrichtung befindet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung beginnt der Schritt C) eines erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt dann, sobald der Schritt B) abgeschlossen ist, und endet, sobald der Schritt D) beginnt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung beginnt der Schritt D) eines erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt dann, wenn der oder die rotierenden Rotoren im ersten oder im zweiten Mischer die temperierte Kautschukvormischung erfassen.
Die Kautschukvormischung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner optional wenigstens eine Kieselsäure als Füllstoff enthalten Kieselsäuren sind verstärkende Füllstoffe. Bei der optional enthaltenen Kieselsäure kann es sich um sämtliche im Stand der Technik bekannten Typen handeln.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Kautschukvormischung 0,1 bis 30 phr wenigstens einer Kieselsäure, bevorzugt 5 bis 30 phr mindestens einer Kieselsäure. Es kann sich somit auch um eine sogenannte Teil-Silika-Mischung handeln.
Die Begriffe „Kieselsäure“, Silica“ und „Silika“ werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung synonym verwendet.
Bei den Kieselsäuren kann es sich um im Stand der Technik bekannten Kieselsäuren, die als Füllstoff für Reifenkautschukmischungen geeignet sind, handeln. Besonders bevorzugt ist es allerdings, wenn eine fein verteilte, gefällte Kieselsäure verwendet wird, die eine Stickstoff-Oberfläche (BET-Oberfläche) (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von 35 bis 350 m²/g, bevorzugt von 35 bis 260 m²/g, besonders bevorzugt von 70 bis 235 m²/g und ganz besonders bevorzugt von 70 bis 205 m²/g, und eine CTAB-Oberfläche (gemäß ASTM D 3765) von 30 bis 400 m²/g, bevorzugt von 30 bis 255 m²/g, besonders bevorzugt von 65 bis 230 m²/g und ganz besonders bevorzugt von 65 bis 200 m²/g, aufweist.
Die enthaltene Kieselsäure kann in Form von angebundene oder nicht angebundene Kieselsäure enthalten sein. Für den Fall, dass die Kieselsäure in Form angebundener Kieselsäure vorliegt, enthält die Kautschukvormischung bevorzugt wenigstens ein Silan-Kupplungsagens.
Silan-Kupplungsagenzien werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als „Silan“ oder auch Silanisierungsmittel bezeichnet.
Hierbei können ein oder mehrere verschiedene Silan-Kupplungsagenzien in Kombination miteinander eingesetzt werden. Die Kautschukmischung kann somit ein Gemisch verschiedener Silane enthalten.
Die Silan-Kupplungsagenzien reagieren mit den oberflächlichen Silanolgruppen der Kieselsäure oder anderen polaren Gruppen während des Mischens des Kautschuks bzw. der Kautschukmischung (in situ) oder bereits vor der Zugabe des Füllstoffes zum Kautschuk im Sinne einer Vorbehandlung (Vormodifizierung). Als Silan-Kupplungsagenzien können dabei sämtliche im Stand der Technik für die Verwendung in Kautschukmischungen bekannten Silan-Kupplungsagenzien verwendet werden.
Zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit und zur Anbindung neuer Kieselsäure, Ruß und/oder anderer vorhandener polarer Füllstoffe an den Kautschuken, bevorzugt Dienkautschuken, eignen sich Mercaptosilane als Kupplungsagenzien. Die Kupplungsagenzien reagieren mit den oberflächlichen Silanolgruppen der Kieselsäure oder einer polaren Gruppen während des Mischens des Kautschuk bzw. der Kautschukmischung (in situ) oder bereits vor der Zugabe des Füllstoffes zum Kautschuk im Sinne einer Vorbehandlung (Vormodifizierung). Die erfindungsgemäße Kautschukmischung kann neben dem Mercaptosilanen auch weitere Silan-Kupplungsagenzien aufweisen, wie sie dem Fachmann wohl bekannt sind.
Solche aus dem Stand der Technik bekannten Kupplungsagenzien sind bifunktionelle Organosilane, die am Siliciumatom mindestens eine Alkoxy-, Cycloalkoxy- oder Phenoxygruppe als Abgangsgruppe besitzen und die als andere Funktionalität eine Gruppe aufweisen, die gegebenenfalls nach Spaltung eine chemische Reaktion mit den Doppelbindungen des Polymers eingehen kann. Bei der letztgenannten Gruppe kann es sich z. B. um die folgenden chemischen Gruppen handeln: -SCN, -SH, -NH₂ oder -S_x- (mit x = 2 bis 8).
Eine erfindungsgemäße Kautschukmischung enthält bevorzugt mindestens ein Silan-Kupplungsagenzien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

3-Mercaptopropyltriethoxysilan,
3- Thiocyanato-propyltrimethoxysilan und
3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)polysulfide mit 2 bis 8 Schwefelatomen, besonders bevorzugt 3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfid (TESPT), das entsprechende Disulfid (TESPD) oder auch Gemische aus den Sulfiden mit 1 bis 8

Bevorzugt wird ein Silan-Gemisch eingesetzt, welches zu 40 bis 100 Gew.-% Disulfide, besonders bevorzugt 55 bis 85 Gew.-% Disulfide und ganz besonders bevorzugt 60 bis 80 Gew.-% Disulfide enthält.
Ferner ist es denkbar, dass eines der oben genannten Mercaptosilane, insbesondere 3-Mercaptopropyltriethoxysilan, in Kombination mit Verarbeitungshilfsmitteln (die unten aufgeführt sind), insbesondere PEG-Carbonsäureester, eingesetzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Kautschukmischung eine Kombination aus 3-Mercaptopropyltriethoxysilan und PEG-Carbonsäureester, wodurch besonders gute Eigenschaften ergeben, und zwar insbesondere im Hinblick auf die zu lösende technische Aufgabe sowie insgesamt ein gutes Eigenschaftsniveau hinsichtlich der sonstigen Eigenschaften.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Verhältnis des Gesamtgewichts an Silanen zu dem Gesamtgewicht an Silica im Bereich von 1:100 bis 1:1 ist, bevorzugt im Bereich von 1:50 bis 1:2, besonders bevorzugt im Bereich von 1:20 bis 1:5.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die in Schritt A) bereitgestellten oder angemischten Kautschukvormischung Silica und/oder Silanisierungsmittel umfasst und Schritt C) die folgenden Unterschritte umfasst:

C1) Optionales Heizen der Kautschukvormischung in der oberen Kammer mittels Heizelementen,
C2) Durchströmen eines gasförmigen Temperiermittels, bevorzugt Luft, durch Lüftungsöffnungen in einer oder zwei Seitenwänden der oberen Kammer, sodass die Kautschukvormischung in der oberen Kammer aktiv gekühlt wird,
C3) Kühlen der Abfangeinheit mittels Wasserkühlung und/oder der Schraubelemente mittels Wasserkühlung,

Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass durch das zusätzliche Heizen die Silanisierung - falls nötig - noch abgeschlossen werden kann und dass noch nicht entfernte gasförmige Abbauprodukte wie Ethanol oder Wasser durch das Heizen und durch das gleichzeitige Durchströmen eines gasförmigen Temperiermittels vorteilhafterweise aus dem noch anstehenden Mischprozess entfernt werden können. Dies beschleunigt die notwenigen chemischen Reaktionen aufgrund der Verschiebung des chemischen Gleichgewichts und führt somit zu den vorstehend beschriebenen gesteigerten Auslastungen.
Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Schritte C1) und C2) zeitgleich durchgeführt werden.
Ein weiterer Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass anschließend ein besonders schnelles Abkühlen der Kautschukvormischung erreicht wird.
Insgesamt ergeben beide Aspekte eine zusätzliche Beschleunigung von bis zu 10 % bei der Herstellung von Kautschukmischungen mit Silan und Silica im Vergleich zu Verfahren ohne die Schritt C1) und C2), bezogen auf das gesamte Mischverfahren zur Herstellung einer Kautschukfertigmischung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „aktives Kühlen einer Kautschukmischung“ insbesondere, dass hier nicht nur ein Abkühlen der Kautschukmischung aufgrund des Einstellen des thermodynamischen Gleichgewichts mit der Umgebungstemperatur gemeint ist, sondern eine signifikante schnellere Abkühlung mittels eines der vorstehend oder nachstehend beschriebenen Temperiermittel zum Kühlen einer Kautschukmischung.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die in Schritt A) bereitgestellten oder angemischten Kautschukvormischung kein Silica umfasst und Schritt C) die folgenden Unterschritte umfasst und die Kautschukvormischung zwischen Schritt B) und Schritt C2) nicht aktiv gekühlt wird:

C2) Durchströmen eines gasförmigen Temperiermittels, bevorzugt Luft, durch Lüftungsöffnungen in einer oder zwei Seitenwänden der oberen Kammer, sodass die Kautschukvormischung in der oberen Kammer aktiv gekühlt wird,
C3) Kühlen der Abfangeinheit mittels Wasserkühlung und/oder der Schraubelemente mittels Wasserkühlung,

Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass ein besonders schnelles Abkühlen der Kautschukvormischung erreicht wird, welches bei Kautschukvormischungen ohne Silica eine zusätzliche Beschleunigung von bis zu 5 % bewirkt im Vergleich zu einem Verfahren ohne die Schritte C2) und C3), bezogen auf das gesamte Mischverfahren zur Herstellung einer Kautschukfertigmischung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung erfolgt das Hineindrehen der Schraubelemente bevorzugt nacheinander, sodass die unten liegenden Schraubelemente zuerst hineingedreht werden und die darüber liegenden Schraubelemente oder Reihen von Schraubelementen zeitlich nacheinander hineingeschraubt werden.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die Kautschukvormischung in der oberen Kammer von den Schraubelement fixiert wird, ohne sich in ihrer Position zu verschieben und somit ein optimales Durchdringen der Schraubelemente des Inneren der Kautschukvormischung gewährleistet werden kann. Dies führt zu einem stärkeren Abkühlen und somit zu einer besseren Temperaturkontrolle der Kautschukvormischung in der oberen Kammer einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Verfahren den Schritt CD) umfasst, welcher zeitlich vor dem Schritt D) durchgeführt wird:

CD) Aktives Transferieren der Kautschukvormischung aus der oberen Kammer in die untere Kammer der Vorrichtung mittels an den zwei unteren Seitenwandhälften zweier Seitenwände der oberen Kammer angebrachte Förderbänder, wobei die anderen zwei Seitenwände der vier Seitenwände der oberen Kammer bevorzugt Öffnungen umfassen, durch die in Schritt C) die Schraubelemente zum Temperieren hineingedreht werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschreibt der Ausdruck „Aktives Transferieren einer Kautschukmischung“ insbesondere, dass die Kautschukmischung nicht ausschließlich aufgrund der Schwerkraft von einer Räumlichkeit in die nächste transferiert wird, sondern dass dies unter zusätzlichen Aufwendungen, welche eine noch größere Beschleunigung als die der Schwerkraft allein bewirken, realisiert wird.
Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Aspekte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Temperieren einer angemischten Kautschukvormischung oder eines erfindungsgemäßen Mischsystems zum Mischen von Kautschukmischungen oder eines erfindungsgemäßen Verfahrens gelten auch für sämtliche Aspekte einer nachstehend beschriebenen Verwendung und die nachstehend diskutierten vorteilhaften Aspekte erfindungsgemäßer Verwendungen gelten entsprechend für sämtliche Aspekte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Temperieren einer angemischten Kautschukvormischung oder eines erfindungsgemäßen Mischsystems zum Mischen von Kautschukmischungen oder eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung einer Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben zur Temperierung einer Kautschukvormischung, bevorzugt zum Temperieren einer Kautschukvormischung räumlich zwischen den zwei Mischern eines Tandemmischers.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten, auf die die Erfindung in ihrem Umfang aber nicht beschränkt ist, werden nun anhand der 1 bis 3f näher beschrieben.
Figurenliste
Es zeigt:

1: Perspektivische Querschnittsansicht auf eine schematisch dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung mit Untermischer eines Tandemmischers;
2: Perspektivische Querschnittsansicht auf eine schematisch dargestellte untere Kammer einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Untermischer eines Tandemmischers;
3a: Schematische Darstellung des Schrittes B) eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
3b: Schematische Darstellung des Schrittes C) eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
3c: Schematische Darstellung des Schrittes D) eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
3d: Schematische Darstellung des Schrittes E) eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
3e: Schematische Darstellung des Schrittes F1) eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
3f: Schematische Darstellung des Schrittes F) eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Mischsystems 17 umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung sowie einen Untermischer 18, welcher in 1 die Untermischer eines Tandemmischers darstellt, wobei auf den Obermischer des Tandemmischers aufgrund der Übersichtlichkeit in 1 verzichtet wurde. Die in 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine obere Kammer 2 und eine untere Kammer 3, welche durch eine Abfangeinheit 4 in Form von zwei Klapptüren räumlich getrennt werden. Die zwei Klapptüren der Abfangeinheit 4 weisen Kühlelemente 15 zum Kühlen einer mittels der Abfangeinheit 4 aufgenommenen Kautschukvormischung auf, welche beispielsweise in Form von Aussparungen vorliegen, durch welche Wasser zur Kühlung der Abfangeinheit 4 und damit zur Kühlung der Kautschukvormischung geleitet werden kann (s. auch 2). Die obere und die untere Kammer 2, 3 weisen jeweils vier Seitenwände 10 und einen rechteckigen Querschnitt auf. Zwei Seitenwände 10 in der oberen Kammer 2 weisen Öffnungen 19 auf, durch welche in 1 nicht dargestellte Schraubelemente gedreht werden können. Diese Öffnungen 19 weisen dabei ein Innengewinde auf, welches so ausgelegt ist, dass es im Zusammenwirken mit dem Außengewinde der in 1 nicht dargestellten Schraubelemente ein Hineindrehen und ein Hinausdrehen der Schraubelemente in die obere Kammer 2 ermöglicht. Die anderen beiden Seitenwände 10 werden durch eine Lüftungsöffnung 11 in eine obere Seitenwandhälfte 12 und eine untere Seitenwandhälfte 13 geteilt, wobei die obere Seitenwandhälfte 12 Heizelemente 6 zum Heizen der oberen Kammer 2 umfasst und die untere Seitenwandhälfte 13 Förderbänder 14 zum Befördern einer Kautschukvormischung in Förderrichtung 21 umfasst. Durch die besagte Lüftungsöffnung 11 als Beispiel eines Lüftungselemente 8 kann wie in 1 schematisch dargestellt ein Temperiermittel 9, welches bevorzugt Luft ist, geleitet werden, um nach einer Heizphase die Kautschukvormischung mittels des Temperiermittels 9 abzukühlen.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Mischsystems 17 umfassend eine untere Kammer 3 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie einen Untermischer 18, welcher in 2 die Untermischer eines Tandemmischers darstellt, wobei auf den Obermischer des Tandemmischers und auf die obere Kammer 2 der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgrund der Übersichtlichkeit in 2 verzichtet wurde. Die in 2 gezeigte untere Kammer 3 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die Abfangeinheit 4, drei Seitenwänden, einer Füttereinheit 16 und der Einwurföffnung in den Untermischer 18 begrenzt. Die in 2 schematisch dargestellten Aussparungen 20 in den Klapptüren der Abfangeinheit 4 können genutzt werden, um durch diese Aussparungen 20 Kühlwasser laufen zu lassen und somit als Kühlelemente zum Kühlen einer mittels der Abfangeinheit 4 aufgenommenen Kautschukvormischung verwendet werden können.
In den 3a bis 3f ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 beispielhaft während des Verfahrensschrittes C) eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt.
In 3a ist schematisch gezeigt, wie der Klumpen der Kautschukvormischung 5 auf der Abfangeinheit 4 aufliegt, nachdem die Kautschukvormischung 5 im Schritt B) in die obere Kammer 2 transferiert wurde. In dieser Phase kann die Kautschukvormischung 5 optional mittels der Heizelemente 6 geheizt werden, um beispielsweise eine noch unvollständige Silanisierung abzuschließen. Dies entspräche dem Schritt C1) eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 3B wird schematisch gezeigt wie die Kautschukvormischung 5 mittels eines aus den Lüftungsöffnungen 11 kommenden Temperiermittels 9, hier Luft, durch Umströmen gekühlt wird. Dies entspräche dem Schritt C2) eines erfindungsgemäßen Verfahrens, währenddessen bereits die Schraubelemente 7 in die Kautschukvormischung 5 hineingedreht werden können.
In 3C wird schematisch gezeigt wie die Kautschukvormischung 5 mittels eines aus den Lüftungsöffnungen 11 kommenden Temperiermittels 9, hier Luft, durch Umströmen und gleichzeitig mittels der wassergekühlten Schraubelemente 7 im Inneren des Klumpens der Kautschukvormischung 5 gekühlt wird. Dies entspräche dem Schritt C3) eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 3D wird schematisch gezeigt wie die Kautschukvormischung 5 mittels eines aus den Lüftungsöffnungen 11 kommenden Temperiermittels 9, hier Luft, durch Umströmen gekühlt wird, währenddessen die Schraubelemente 7 aus der Kautschukvormischung 5 herausgedreht werden können.
In 3E wird schematisch gezeigt wie sich die Klapptüren der Abfangeinheit 4 öffnen, währenddessen die Förderbänder an den Seitenwänden (nicht gezeigt in 3E) der oberen Kammer 2 einer erfindungsmäßen Vorrichtung den Klumpen der Kautschukvormischung 5 aktiv in die untere Kammer 3 transferieren. Die Schraubelemente 7 mit den Schläuchen 22 sind nun bereits wieder vollständig aus der oberen Kammer 2 herausgedreht und halten somit die Kautschukvormischung 5 nicht mehr fest.
In 3F wird schematisch gezeigt wie der Klumpen der Kautschukvormischung 5 durch die untere Kammer 3 in den nicht dargestellten darunter befindlichen Mischer in Förderrichtung 21 fällt.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung zum Temperieren einer Kautschukvormischung,
2: obere Kammer,
3: untere Kammer,
4: Abfangeinheit zum Aufnehmen einer Kautschukvormischung,
5: Kautschukvormischung
6: Heizelemente
7: Schraubelemente mit Wasserkühlung
8: Lüftungselemente zum Umströmen einer Kautschukvormischung mit einem Gas
9: Temperiermittel; Umströmungsgas; Luft
10: Seitenwand der oberen Kammer
11: Lüftungsöffnung
12: obere Seitenwandhälfte einer Seitenwand,
13: untere Seitenwandhälfte einer Seitenwand,
14: Förderband
15: Kühlelemente zum Kühlen einer mittels der Abfangeinheit aufgenommenen Kautschukvormi schung
16: Füttereinheit zum Zuführen von weiteren Kautschukmischungsbestandteilen in die untere Kammer
17: Mischsystem
18: Mischer
19: Öffnungen, durch die Schraubelemente mit Wasserkühlung gedreht werden können
20: Aussparung, durch welches Wasser geleitet werden kann
21: Förderrichtung
22: Schläuche zum Transport von Kühlwasser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3266576 A1 [0003]
DE 102017204633 A1 [0004]
DE 102017212387 A1 [0005]
DE 102012102466 A1 [0021]
DE 602004007971 T2 [0021]

Claims

Vorrichtung zum Temperieren einer Kautschukvormischung, umfassend: - mindestens eine obere Kammer (2), - mindestens eine untere Kammer (3), - mindestens eine Abfangeinheit (4) zum Aufnehmen einer Kautschukvormischung (5), wobei die Abfangeinheit (4) die obere und untere Kammer (2, 3) räumlich voneinander trennt, und - ein, zwei, drei oder mehr als drei Temperierelemente (6, 7, 8) zum Temperieren einer Kautschukvormischung (5), wobei das eine oder mindestens eins der zwei, drei, oder mehr als drei Temperierelemente (6, 7, 8) in der oberen Kammer (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Temperierelemente - Heizelemente (6) und/oder - Schraubelemente (7) mit Wasserkühlung und/oder - Lüftungselemente (8) zum Umströmen einer Kautschukvormischung (5) mit einem Temperiermittel (9), bevorzugt einem Gas, umfassen, wobei das Lüftungselement (8) bevorzugt eine Lüftungsöffnung (11) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das eine oder mindestens eins der mehreren oder jedes Temperierelement (7) eine Wasserkühlung umfasst und/oder dazu eingerichtet ist, eine Kautschukvormischung (5) in der oberen Kammer (2) abzukühlen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das eine oder mindestens eins der mehreren oder sämtliche Temperierelemente Schraubelemente (6) mit Außengewinde umfassen, wobei die Schraubelemente (6) durch Gewindeöffnungen mit Innengewinde in den Seitenwänden (10) in die obere Kammer (2) gedreht werden können, wobei das Innen- und Außengewinde bevorzugt als selbstreinigendes Gewinde ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei - zwei, drei oder vier Seitenwände (10) der oberen Kammer (2) jeweils eine Lüftungsöffnung (11) aufweisen, durch die Temperiermittel (9) strömen kann, und/oder - das eine oder mindestens eins der mehreren oder sämtliche Temperiermittel (9) hauptsächlich oder gänzlich aus Luft und/oder Wasser besteht, bevorzugt ist das Temperiermittel (9) ausschließlich Luft.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwei, drei oder vier Seitenwände (10) der oberen Kammer (2) jeweils durch mindestens eine Lüftungsöffnung (11) in eine obere Seitenwandhälfte (12) und in eine untere Seitenwandhälfte (13) geteilt werden, wobei durch die Lüftungsöffnung (11) jeweils Temperiermittel (9) strömen kann, wobei bevorzugt die Heizelemente (6) zum Heizen einer Kautschukvormischung (5) in der obere Seitenwandhälfte (12) der Seitenwände (10) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine, zwei oder sämtliche untere Seitenwandhälften (13) aus Förderbändern zum aktiven Transferieren von Kautschukvormischung (5) in die untere Kammer (3) umfassen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abfangeinheit (4) - aus zwei Klapptüren besteht, welche durch Rotation um eine Achse in einen geöffneten und in einen geschlossenen Zustand überführt werden können und/oder - mittels Wasserkühlung betriebene Kühlelemente (15) zum Kühlen einer mittels der Abfangeinheit (5) aufgenommenen Kautschukvormischung (5) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die untere Kammer (3) eine Füttereinheit (16) zum Zuführen von weiteren Kautschukmischungsbestandteilen in die untere Kammer (3) aufweist, beispielsweise einen Trichter.
Mischsystem zum Mischen von Kautschukmischungen, umfassend einen oder zwei Mischer (18) und eine Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) räumlich unterhalb des einen Mischers (18) angeordnet ist oder räumlich zwischen den zwei Mischern (18) angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Kautschukmischung, umfassen die folgende Schritt: A) Anmischen einer Kautschukvormischung (5) in einem ersten Mischer (18) oder Bereitstellen einer Kautschukvormischung (5), wobei die Kautschukvormischung (5) bevorzugt ein oder mehrere Silanisierungsmittel umfasst, B) Transferieren der in Schritt A) bereitgestellten oder angemischten Kautschukvormischung (5) in eine obere Kammer (2) einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bevorzugt sodass die Kautschukvormischung (5) mittels der Abfangeinheit (4) der Vorrichtung (1) aufgenommen wird, C) Temperieren der in die obere Kammer (2) transferierten Kautschukvormischung mittels ein, zwei, drei oder mehr als drei Temperierelemente (6, 7, 8) innerhalb der oberen Kammer (2) der Vorrichtung (1), D) Mischen der temperierten Kautschukvormischung in einem ersten oder einem zweiten Mischer (18), sodass eine Kautschukmischung entsteht.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die in Schritt A) bereitgestellten oder angemischten Kautschukvormischung Silica und/oder Silanisierungsmittel umfasst und Schritt C) die folgenden Unterschritte umfasst: C1) Optionales Heizen der Kautschukvormischung (5) in der oberen Kammer (2) mittels Heizelementen (6), C2) Durchströmen eines gasförmigen Temperiermittels (9), bevorzugt Luft, durch Lüftungsöffnungen (11) in einer oder zwei Seitenwänden (10) der oberen Kammer (2), sodass die Kautschukvormischung (5) in der oberen Kammer (2) aktiv gekühlt wird, C3) Kühlen der Abfangeinheit (4) mittels Wasserkühlung und/oder der Schraubelemente (7) mittels Wasserkühlung, wobei das Kühlen der Schraubelemente (7) mittels Wasserkühlung zusätzlich das Hineindrehen der Schraubelemente (7) der Vorrichtung (1) in die in die obere Kammer (2) transferierte Kautschukmischung und das anschließende Hinausdrehen der Schraubelemente (7) aus der gekühlten Kautschukmischung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die in Schritt A) bereitgestellten oder angemischten Kautschukvormischung kein Silica umfasst und Schritt C) die folgenden Unterschritte umfasst und die Kautschukvormischung (5) zwischen Schritt B) und Schritt C2) nicht aktiv gekühlt wird: C2) Durchströmen eines gasförmigen Temperiermittels (9), bevorzugt Luft, durch Lüftungsöffnungen (11) in einer oder zwei Seitenwänden (10) der oberen Kammer (2), sodass die Kautschukvormischung (5) in der oberen Kammer (2) aktiv gekühlt wird, C3) Kühlen der Abfangeinheit (4) mittels Wasserkühlung und/oder der Schraubelemente (8) mittels Wasserkühlung, wobei das Kühlen der Schraubelemente (7) mittels Wasserkühlung zusätzlich das Hineindrehen der Schraubelemente (7) der Vorrichtung (1) in die in die obere Kammer (2) transferierte Kautschukmischung und das anschließende Hinausdrehen der Schraubelemente (7) aus der gekühlten Kautschukmischung umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 bis 13, wobei das Verfahren den Schritt CD) umfasst, welcher zeitlich vor dem Schritt D) durchgeführt wird: CD) Aktives Transferieren der Kautschukvormischung (5) aus der oberen Kammer (2) in die untere Kammer (3) der Vorrichtung (1) mittels an den zwei unteren Seitenwandhälften (13) zweier Seitenwände (19) der oberen Kammer (2) angebrachte Förderbänder (14), wobei die anderen zwei Seitenwände (13) der vier Seitenwände (13) der oberen Kammer (2) bevorzugt Öffnungen (19) umfassen, durch die in Schritt C) die Schraubelemente (7) mit Wasserkühlung hineingedreht werden.
Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Temperierung einer Kautschukvormischung (5), bevorzugt zum Temperieren einer Kautschukvormischung (5) räumlich zwischen den zwei Mischern (18) eines Mischsystems (17), wobei das Mischsystem (17) bevorzugt ein Tandemmischer ist.