DE1263284B - Vorrichtung zum gleichzeitigen und kontinuierlichen Foerdern, Mischen und Extrudieren von unter Waermebehandlung formbaren plastischen Werkstoffen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B29f

Deutsche Kl.: 39 a4 - 3/00

Nummer: 1263 284

Aktenzeichen: L 34842 X/39 a4

Anmeldetag: 28. November 1959

Auslegetag: 14. März 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gleichzeitigen und kontinuierlichen Fördern, Mischen und Extrudieren von unter Wärmebehandlung formbaren plastischen Werkstoffen, insbesondere zur Herstellung von Halb- und Fertigerzeugnissen aus thermoplastischen und wärmehärtbaren Kunststoffen, mit einer trichterförmigen Werkstoff-Eintrittsöffnung, einem an der Werkstoff-Austrittsöffnung angeordneten Spritzkopf und mit einer Düse.

Es ist bekannt, daß für die Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen, d. h. für die Herstellung von Halb- und Fertigerzeugnissen aus diesen Kunststoffen, ein- oder mehrschneckige Schneckenpressen oder Strangpressen verwendet werden.

Es ist ebenso bekannt, daß man auch Spritzgußmaschinen, die zusätzlich mit Schneckenpressen versehen sein können, verwendet, um aus solchen Kunststoffen Erzeugnisse herzustellen.

Die thermoplastischen Kunststoffe, die in Schneckenpressen, Strangpressen oder Spritzgußmaschinen verarbeitet werden, sind im allgemeinen granulat- oder pulverförmig. Ferner ist es bekannt, daß für die Verarbeitung von Natur- oder Kunstkautschuk ebenfalls Schneckenpressen verwendet werden. Der Kaustschuk in Form von Klumpen, Puppen, gemahlenen oder geschnittenen Stücken wird in die Schneckenpresse eingeführt, bei geeigneten Temperaturen vorgewärmt und verarbeitet und nach Austritt aus dem Spritzkopf bzw. der Düse nachträglich vulkanisiert.

Andererseits ist es auch bekannt, daß für die Herstellung von Erzeugnissen aus thermisch härtbaren Kunststoffen mechanische und hydraulische Pressen verwendet werden. Für die Herstellung von Röhren oder Profilen mittels für die thermisch härtbaren Kunststoffe geeigneten Strangpressen oder Schneckenpressen werden die Kunststoffe komprimiert, auf die geeigneten Temperaturen vorgewärmt und beim Verlassen der Pressen durch eine geeignete lange Düse bei den geeigneten Temperaturen gehärtet.

Es ist weiter bekannt, daß für die Herstellung von Röhren oder Profilen aus Nichteisenmetallen das Metall erst geschmolzen und nachträglich durch eine Düse, die allmählich eine niedrigere Temperatur als das geschmolzene Metall hat, gespritzt wird.

Es ist ebenso bekannt, daß für die Verarbeitung, d. h. für die Mischung, Knetung, Homogenisierung und Einfärbung von teig- oder pastenförmigen Werkstoffen, geheizte oder gekühlte kostspielige Mischwalzen und Kalander verwendet werden, bei denen der Arbeitsgang kostspielig und zeitraubend ist.

Ferner ist es auch bekannt, daß für die Herstellung von künstlichem Eis, künstlichem Schnee, Speiseeis

Vorrichtung zum gleichzeitigen und
kontinuierlichen Fördern, Mischen und
Extrudieren von unter Wärmebehandlung
formbaren plastischen Werkstoffen

Anmelder:

Dr. Zareh Lorenian,

2000 Hamburg 13, Hallerstr. 5 c

Als Erfinder benannt:

Dr. Zareh Lorenian, 2000 Hamburg

und sonstigem Gefrorenem kostspielige Maschinen oder Anlagen verwendet werden und die Herstellung solcher Erzeugnisse zeitraubend ist.

ao Alle vorstehend erwähnten Maschinen haben ihre Unzulänglichkeiten, insbesondere bei der Verarbeitung von Kunststoffen mit Schneckenpressen, wobei durch Einbringung von kurzen Lochscheiben oder Sieben und/oder kurzen Einschnürungen zwischen dem Ende der Schnecke bzw. dem Ende der Schneckenpresse und dem Spritzkopf und/oder der Düse versucht wird, den Kunststoff zu mischen, zu kneten oder zu homogenisieren.
Das Problem der Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen mittels Schneckenpressen und Spritzgußmaschinen ist noch nicht vollständig gelöst, und die Verarbeitung der Kunststoffe mit solchen Schneckenpressen bringt große technische Schwierigkeiten mit sich. Zum Beispiel ist bei der Förderung der thermoplastischen Kunststoffe der effektive Förderwirkungsgrad, insbesondere bei einschneckigen Schneckenpressen, viel niedriger als der theoretische Förderwirkungsgrad. Dieser effektive Förderwirkungsgrad wird noch niedriger bei der Verarbeitung von pulverförmigen Kunststoffen, vor allem bei der Verarbeitung von pulverförmigen, unvorbehandelten Hart-PVC bzw. weichmacherfreiem Polyvinylchlorid (PVC) und ganz besonders bei der Verarbeitung von pulverförmigem, unvorbehandeltem und weichmacherfreiem Emulsion-Polyvinylchlorid.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, die geschilderten Nachteile und Unzulänglichkeiten der oben erwähnten Maschinen zu beseitigen und darüber hinaus weitere Vorteile zu erreichen. Im Rahmen dieser Aufgabe wird es ermöglicht, in kürzester Zeit kontinuierlich in einem Arbeitsgang mit geringem Kraft- und Kostenaufwand wirtschaft-

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lieh auf kleinem Raum beliebige Mengen organische Mit Hilfe dieser Elemente wird erreicht, daß die oder anorganische pulver-, korn-, teig- und pasten- Werkstoffströme eingeschnürt und vorzugsweise unförmige, zähflüssige und flüssige Werkstoffe, insbe- gleichmäßig verteilt, wieder vorzugsweise ungleichsondere thermoplastische und thermisch härtbare mäßig vereinigt, umgelenkt und gefördert werden, Kunst- und Naturstoffe zu verarbeiten und diese Werk- 5 während der Werkstoff durchgeknetet, innig vermischt, stoffe mit sehr hohem effektivem Wirkungsgrad und homogenisiert, falls nötig, eingefärbt und beim Ausmit sehr hohem Druck gleichmäßig und linear zu treten aus der Austrittsöffnung der Vorrichtung unfördern und notfalls zu verdichten, zu strecken und mittelbar durch Einbringung in Spritzdüsen in demunter Anwendung von Wärme und/oder Kälte diese selben Arbeitsgang zu Halb- oder Fertigerzeugnissen Werkstoffe zu plastifizieren bzw. zu gelieren oder auf 10 umgewandelt wird.

eine formhaltige Konsistenz zu bringen. In demselben Da der Werkstoff mit der Vorrichtung zwangläufig Arbeitsgang ist es auch möglich, den Werkstoff innig und kontinuierlich mit sehr hohem Druck gefördert zu mischen, durchzukneten, zu homogenisieren, einzu- wird, können die Spritzdüsen insbesondere für die färben, zu entgasen und mit Weichmachern, Stabili- Kunststoffe viel länger sein als die üblichen. Diese satoren, Gleitmitteln und Füllstoffen innig zu ver- 15 langen Spritzdüsen können in Richtung der Austrittsmischen, ohne daß der Werkstoff zersetzt oder sehr öffnung allmählich gekühlt werden, wodurch die Halbstark mechanisch beansprucht wird, so daß er alle oder Fertigerzeugnisse so komprimiert sein können, seine physikalischen und mechanischen Eigenschaften daß diese eine höhere Festigkeit haben und außerdem beibehält. aus der Düse kalibriert und so weit gekühlt austreten, Erfindungsgemäß wird daher die Kombination ao daß eventuell eine weitere Kalibrierung nicht mehr folgender Merkmale vorgeschlagen: notwendig ist.

a) Der Werkstoff-Eintrittsöffnung der Vorrichtung Die erfindungsgemäße Vorrichtung und ihre Arist eine mit zwangläufig gesteuerten Schaufeln beitsweise werden an Hand der beispielsweise gegearbeitende Drehkolben-Fördereinrichtung od. dgl. benen Figuren näher erläutert. Es zeigt nachgeschaltet. 35 Fig. 1. einen Querschnitt der Vorrichtung, und

b) Der Austrittsöffnung der Drehkolben-Förderein- zwar nach SchnittL-Mder Fig. 3,

richtung ist eine unbewegliche Auspreßeinrichtung F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung,

mit einem ringförmigen oder flachen und/oder in F i g. 3 einen Längsschnitt senkrecht zu der F i g. 1

enge Kanäle aufgeteilten schmalen Spalt nachge- der Vorrichtung,

schaltet. 30 F i g. 4 einen Querschnitt nach Schnitt F-F der

c) Die Begrenzungswände des unbeweglichen F i g. 2,

schmalen Spalts sind mit heizbaren und/oder F i g. 5 einen Querschnitt nach Schnitt D-D der

kühlbaren Einrichtungen versehen. F i g. 2,

Der Rotor der Drehkolben-Fördereinrichtung ist F i g. 6 einen Querschnitt nach Schnitt E-E der

vorteilhafterweise in einem Gehäuse mit einer zylin- 35 Fig. 2,

drischen Schale gelagert und weist mindestens ein F i g. 7 einen Querschnitt einer Abänderung des

durch ein Verbindungsglied starr verbundenes Schaufel- Schnittes F-F der F i g. 2,

paar auf, das in Aussparungen des Rotors zwang- F i g. 8 einen Querschnitt einer anderen Abänderung

läufig radial hin- und herbewegbar ist und dessen des Schnitts F-F der F i g. 2, Schaufeln mindestens von der Werkstoff-Eintritts- 40 F i g. 9 und 10 Längs- und Querschnitte der Werköffnung an bis zur Austrittsöffnung der Drehkolben- stoffumleitungs- bzw. Umlenkungseinrichtung nach Fördereinrichtung mit der Innenwandung der Schale der F i g. 1,

des Gehäuses gleitend dicht unter Bildung von Hohl- Fig. 11, 12, 13 Quer- und Längsschnitte der Stege

räumen zwischen den Schaufeln für die Aufnahme des in der Eintrittsöffnung der Vorrichtung nach F i g. 2, Werkstoffes in Berührung bringbar sind. . 45 Fig. 14, 15, 16 Quer- und Längsschnitte der Stege

Der Querschnitt des Spalts zwischen dem Innen- in der Austrittsöffnung der Vorrichtung nach F i g. 2, und Außenrohr des Torpedos kann an beliebig aus- F i g. 17 einen abgeänderten Querschnitt der Vorwählbaren Stellen verengt oder erweitert oder die durch richtung nach F i g. 1,

das Innenrohr gebildete Innenwand an einem oder F i g. 18 einen Längsschnitt der Vorrichtung nach

beiden Enden verjüngt sein. Auch können dabei in 50 Schnitt A-B der Fig. 17,

dem Spalt stellenweise oder auf einem Teil seiner F i g. 20 einen vergrößerten Längsschnitt einer

Länge oder auf dessen ganzer Länge in Quer- und Streck- und/oder Knetstelle in den Aushöhlungen, Längsrichtung gereihte, sich abwechselnd verengende d. h. in den Spalten, Zwischenräumen oder in den und erweiternde, Durchgänge frei lassende Stege ange- Bohrungen nach F i g. 4, 5, 6, 7 und 8. ordnet sein, wobei diese Stege rhombenf örmig ausge- 55 Die F i g. 1 der Vorrichtung zeigt mindestens eine bildet und in sich nicht überschneidenden, hinterein- Werkstoffeintrittsöffnung 10 bzw. 143 sowie minanderliegenden Reihen versetzt angeordnet sind und destens eine Austrittsöffnung 62 bzw. 145 und ist mit die Länge des einzelnen Stegs größer als seine Breite ist. einem Trichter 7 versehen, der mittels Flanschen 8

Dadurch wird erreicht, daß der Förderwirkungsgrad und 9 bzw. 144 und mit Schrauben befestigt wird, der Vorrichtung annähernd dem theoretischen Eörder- 60 Diese Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 2 und wirkungsgrad entspricht. Während der Förderung einem in diesem angeordneten Rotor 4, wie in den durch die Drehkolbenvorrichtung kann je nach Be- Fig. 1 und 3 oder wie in den Fig. 17 und 18 bzw. darf der Werkstoff verdichtet und entgast werden, mit 102 und 101 gezeigt ist. Der Rotor 101 in den trotzdem er während seines Durchganges durch die letzten Figuren ist aus einem Stück mit der Antriebsengen Aushöhlungen der Preßvorrichtung durch 65 welle ausgebildet.

Hinderniselemente gefördert wird, die zwischenein- Die Vorrichtung ist in F i g. 1 und 3 und in den

ander und versetzt hintereinander eingeschnürte Durch- F i g. 17 und 18 mit je zwei Fußleisten 1 bzw. 146 vergangswege bilden. sehen, um die Vorrichtung auf einem Tisch oder einer

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Platte befestigen zu können. Die Vorrichtung kann die Eintrittsöffnung eingeführten Werkstoff enthält, durch Einrichtungen 48, 49 bzw. 127, 128 und 129 Während des Drehens des Rotors in der Richtung gekühlt oder geheizt werden. 130 und 131 sind Boh- der Austrittsöffnung 62 bzw. 145 kommen die Schaurungen, durch welche das Heiz- bzw. Kühlmittel ein- fein auf dem ganzen Innendurchmesser der Schale

und ausgeführt wird. 5 bzw. des Innendurchmessers des Gehäuses gleitend

Das Gehäuse 2 bzw. 102 ist innen ringförmig hohl dicht in Berührung und pressen dadurch mit sehr und feststehend. Die Innenbohrung des Gehäuses kann hohem Druck und mit außerordentlich hohem effek-

vorzugsweise mit einer inneren Schale 3 bzw. 107 ver- tivem Förderwirkungsgrad den Werkstoff zwangsehen sein. Der Innendurchmesser der Schale 3 kann läufig aus der Austrittsöffnung 62 bzw. 145 aus. An

entweder von innen her exzentrische Wölbungen haben io der Stelle 63 bzw. 147 sind diese Schaufeln vollkommen

oder wie die Schale 107 der F i g. 18 von innen gleich- von dem Werkstoff entleert,

mäßig rund sein. Die Austrittsöffnung kann mit Werkstoffum-

Der Rotor 4 bzw. 101 hat einen kleineren Außen- lenkungseinrichtungen 41 nach F i g. 1, 8 und 10 durchmesser als der Innendurchmesser der Schale 3 bzw. 134 der Fig. 18 versehen und mit Schrauben 65 bzw. 107 bzw. als der Innendurchmesser des Gehäuses 2 15 bzw. 135 befestigt sein. Mit den Stiften 13 bzw. 113 bzw. 102. Der Rotor ist so weit exzentrisch zu der ist der Ring 3 bzw. 107 gegen Drehung gesichert. Die Längsachse und zum Innendurchmesser der Schale Antriebswelle 12 nach F i g. 1 und 3 ist mit Laufoder des Gehäuses angeordnet, daß ein Teil des büchsen 15 und 21 und mit Schmiernippeln 16 ver-Außendurchmessers des Rotors auf einen Teil des sehen. Die Antriebswelle des Rotors 101 nach F i g. 17 Innendurchmessers der Schale bzw. des Gehäuses 20 und 18 ist mit zwei Rollagern 115 versehen. 14 ist der gleitend dicht in Berührung kommt, wie bei 63 bzw. 147 Deckel, welcher die Vorrichtung nach F i g. 1 auf der zu ersehen ist, so daß zwischen dem Rotor und der Antriebsseite abschließt. 17 ist eine Tellerfeder, die Schale bzw. dem Gehäuse ein sichelförmiger Hohl- mittels des Deckels 14 auf die Druck- und Dichtungsraum 60 bzw. 160 entsteht. scheibe 19 drückt. 104, 106 und 122 sind Deckel, die

Dieser Hohlraum ist mit zwei seitlichen Druck- und 25 die Rollager 115 schließen. 18 bzw. 118 sind die Dichtungsscheiben 19 und 20 bzw. 103 dicht abge- Schrauben, die die Dichtungsscheiben und die Deckel schlossen. Der sichelförmige Hohlraum 60 bzw. 160 zusammenpressen. 119 ist der Nippel, und 120, 121 kann entweder so ausgestaltet sein, daß der zu ver- sind die Muttern und Gegenmuttern der Schrauben 118. arbeitende Werkstoff während des Durchganges in 22 bzw. 152 sind Bohrungen für Schrauben zur Bediesem sichelförmigen Hohlraum nicht verdichtet 30 festigung der Fußleisten 1 bzw. 146. Die Druck- und wird, wie in der F i g. 1 bei 60 gezeigt ist, oder aber Dichtungsscheiben 103 und 105 nach F i g. 17 sind mit derartig, daß der Werkstoff während des Durchganges Einsatzdruckscheiben 108 versehen, die gehärtet oder in diesem sichelförmigen Hohlraum durch die all- mindestens aber mit gehärteten und nitrierten Obermähliche und progressive Verengung des Hohlraumes flächen versehen sind. Zwischen den beiden Druckverdichtet wird, wie in Fig. 18 bei 160 gezeigt ist. 35 und Dichtungsscheiben 19 und 20 bzw. 103 und 105 Das Gehäuse kann mit Entgasungs- oder Entlüftungs- und den Einsatzdruckscheiben 108 einerseits und der öffnungen versehen sein. Antriebswelle bzw. Rotor 101 andererseits ist ein

Diese Entgasungs- oder Entlüftungsöffnungen Hohlraum 153 vorgesehen, der mit einer senkrechten können an beliebiger Stelle der Vorrichtung nach Bohrung 154 verbunden ist, wodurch der Werkstoff, F i g. 1 angebracht werden. Die Öffnungen können 40 der eventuell zwischen den Schaufeln und den Einsatzselbsttätig oder unter Vakuum arbeiten. druckscheiben 108 eindringen könnte, durch diesen

Der Rotor ist durch eine Antriebswelle 12 ange- Hohlraum 153 und diese Bohrung 154 ins Freie fließt, trieben, wie in F i g. 1 und 3 gezeigt ist. Diese An- Der Rotor 101 hat senkrecht zu seiner Längsachse triebswelle ist mit Keilen 11 gegen Drehung in dem Schlitze, die in ihrem unteren Teil Hohlräume 155 aufGehäuse befestigt, oder der Rotor kann aus einem 45 weisen, die mit einer mittleren Bohrung 157 der AnStück sein, wie aus den F i g. 17 und 18 zu ersehen ist. triebswelle bzw. des Rotors 101 durch Bohrungen 156

Der Rotor 4 bzw. 101 ist senkrecht zu seiner Längs- in Verbindung stehen, so daß der Werkstoff, der achse mit Schlitzen versehen. Diese Schlitze enthalten eventuell zwischen den Schlitzen und den Schaufeln die Schaufeln 5 bzw. die Schaufelpaare 109 a, 109 b eindringen kann, durch diese Hohlräume 155 und und 109 c, die sich vorzugsweise auf die ganze Breite 50 Bohrungen 156 und 157 der Antriebswelle ins Freie des Rotors erstrecken und sich zwangläufig saugend in fließen kann, wodurch die Bewegung der Schaufeln in diesen Schlitzen vor- und rückwärts senkrecht zu der dem Schlitz nicht beeinträchtigt wird.
Längsachse des Rotors bewegen. Diese Schaufeln Mindestens die Oberfläche der Schaufeln, des Innenbewegen sich zwangläufig unter dem Druck von Zylinders, der Druckscheiben bzw. Einsatzscheiben, Federn 6 oder unter dem Druck der durchgehenden 55 die mit dem Gehäuse oder der Schale in Berührung stiftförmigen Verbindungsglieder 110, die auf die kommen, und der Innendurchmesser des Gehäuses Schaufelpaare 109 a, 109 b und 109 c in ihren Schlitzen oder der Schale sollen vorzugsweise gehärtet oder drücken und die Schaufeln verschieben. Die Verbin- nitriert sein.

dungsglieder können mit federndem Natur- oder Zwischen den Schaufeln und/oder den Schlitzen

Kunstgummi und/oder Tellern 111 oder Spiralfedern 60 des Rotors 4 bzw. 101 können steife oder elastische

versehen sein. Die Schaufeln sind mit Bohrungen 66 Dichtungen in Form von Segmenten vorgesehen sein,

bzw. 112 versehen, die die Federn 6 bzw. Teller 111 um das Eindringen des Werkstoffes zwischen diesen

und/oder die Verbindungsglieder 110 führen. beweglichen Teilen zu verhindern. Ebenso ist der Teil

Es ist möglich, die Schaufeln auch hydraulisch oder der seitlichen Druckscheiben, die mit dem Rotor in

pneumatisch in den Schlitzen zwangläufig vor- und 65 Berührung kommen, mit steifen oder elastischen

rückwärts zu bewegen. Dichtungen in Form von Segmenten versehen.

Die Schaufeln erstrecken sich zwangläufig in den Damit die Schaufeln bei der gleitenden Berührung

sichelförmigen Hohlraum 60 bzw. 160, der den durch mit dem Gehäuse bzw. der Schale nicht aus der Werk-

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^stoffeintritts- und AustrittsöfFnung herausspringen, versehen, deren Profil und Schnitt in F i g. 11,12 und 13 werden diese Öffnungen mit dünnen Führungs- angegeben ist. Der Torpedo 34 und 3S ist auch mi} stäben 67 und 67a bzw. 125 und 126 versehen, die das Stegen 38 und 39 versehen, deren Profil und Schnitt Ausspringen der Schaufeln verhindern, aber den in F i g. 14, 15 und 16 angegeben ist. Die oberen und freien Eintritt und Austritt des Werkstoffes ermög- 5 unteren Teile dieser Stege sind rechteckig. Die Anzahl liehen. Damit die Schaufeln in den Schlitzen nicht der Stege kann beliebig sein. Es ist aber vorteilhaft, umkippen, wird die gesamte Höhe der Schaufeln im den Torpedo mindestens mit drei oder vier Stegen zu Verhältnis zu dem höchsten Teil der Schaufeln, die an versehen. Diese Stege haben nicht nur die Aufgabe, der tiefsten Stelle des sichelförmigen Hohlraumes 60 das Innenrohr 26 und den Torpedo zentrisch in dem bzw. 160 eindringt, viel höher gehalten, vorzugsweise io Außenrohr 25 zu halten, sondern auch das Innenrohr 26 drei- und mehrmal höher als der Teil der Schaufeln, und den Torpedo gegen den Druck des Kunststoffes der an der tiefsten Stelle des sichelförmigen Hohl- zu sichern.

raumes eindringt. Der Flansch 23 und der Steg 28 sind mit einem

Die Vorrichtung nach F i g. 2, die mindestens eine senkrecht zur Längsachse nach F i g. 2 der Vorrich-Eintrittsöffmmg hat, ist, unmittelbar an der Austritts- 15 tung mit einer durchgehenden Bohrung 56 versehen, öffnung der Vorrichtung nach F i g. 1 durch einen die den Austritt der Kühl- oder Heizmittel, wie z. B. Flansch 23 und Schrauben 24 angeschlossen und be- kalte oder heiße Luft, Wasser, Wasserdampf oder Öl, steht vorzugsweise aus eienm feststehenden Außen- die im Innenrohr 26 und in dem Inneren des Torrohr 25, das auch mindestens mit einer Austritts- pedos 27 zirkulieren und diese Teile 26 und 27 heizen öffnung versehen ist. Auch die Vorrichtung nach 20 oder kühlen, ermöglichen. Sollen aber das Innenrohr 26 F i g. 2 ist auf der ganzen Länge oder auf einem Teil und der Torpedo 27 von innen durch elektrische Heizder Länge geheizt und/oder gekühlt, wie bei 53 und 54 körper, z. B. Patronen, geheizt -werden, so werden die gezeigt ist. Diese Vorrichtung besteht hauptsächlich elektrischen Leitungen für diese Heizkörper durch die aus zwei koaxial ineinander angeordneten Rohren, durchgehende Bohrung 55 des Flansches 23 und des nämlich dem Außenrohr 25 und dem Innenrohr 26. 25 Steges 29 gezogen. Die unteren rechteckigen Teile der Die Rohre können nach Art des Baukastensystems Stege 28 und 29 und die rechteckigen unteren Teile beliebig verlängert oder verkürzt werden. Es ist vor- der anderen Stege, welche sich in dem Torpedo 27 teilhaft, diese Röhren stückweise auszubilden, so daß und 27 a befinden, sind mit diesem Torpedo hartverman sie jeweils mit etwa 200 bis 300 mm verlängern lötet, um zu vermeiden, daß der Torpedo 27 und 27a oder verkürzen kann. Diese Teile können vorzugsweise 30 und das Innenrohr 26 sich in das Außenrohr 25durch aneinandergeschraubt werden. Zwischen dem Innen- den Druck des Werkstoffes verschieben. Im Gegensatz durchmesser des Außenrohres 25 und dem Außen- dazu sind die oberen rechteckigen Teile der Stege, die durchmesser des Innenrohres 26 befindet sich ein durch Schlitze in dem Außenrohr 25 angeordnet sind, enger ringförmiger Spalt 47, wie bei der F i g. 4 durch in diesen Schlitzen in ihrer Längsrichtung beweglich, den Querschnitt F-F festzustellen ist. Dieser Spalt 35 so daß bei Abmontierung des Torpedos mit dem Steg kann (vgl. F i g. 7) in enge Kanäle 58 aufgeteilt sein. und dem Innenrohr 26 aus dem Außenrohr 25 sie sich In F i g. 8 ist es ein flacher Spalt 59. Diese Ausfüh- leicht in diesem Außenrohr verschieben und von dem rungsformen der Spalte sind beispielsweise angegeben; Außenrohr 25 lösen können. Dagegen sind die Stege 38 sie können in beliebiger Form und Gestalt axial und 39, wie auch die anderen Stege, welche sich auf und/oder radial hergestellt sein. Die Hauptbedingung 40 dem Torpedo 34, 35 befinden, weder in dem Torpedo ist, daß die Spalte möglichst dünn oder eng ausge- noch in dem Außenrohr 25 α gelötet oder festgebunden, staltet ist, damit der Werkstoff, der durch diese Diese Stege sind in den Schlitzen des Torpedos 34 gepreßt und gefördert wird, während seines Durch- und in den Schlitzen des Außenrohres 25 a axial beganges in kurzer Zeit von der Temperatur in ihnen weglich angeordnet und durch einen Flansch 36, der beeinflußt wird, d. h., daß thermoplastische oder ther- 45 auf dem Außenrohr 25a angeschraubt ist, gegen Druck misch härtbare Natur- oder Kunststoffe von der des Werkstoffes gesichert und befestigt. Ferner sind Wärme so beeinflußt werden, daß sie in kurzer Zeit diese Stege durch den Teil des Torpedos 35, der in den plastifiziert bzw. geliert oder Nichteisenmetalle in Torpedo 34 bei 68 eingeschraubt ist, zusätzlich gegen flüssigen Zustand gebracht werden. Bei der Her- Druck gesichert.

stellung von Eis wird das Wasser bzw. die zähflüssige 50 Wie aus der F i g. 2 und den Schnitten der Fig. 12 oder flüssige Zusammensetzung des Eises von der Kälte und 15 festzustellen ist, sind alle diese Stege derart herder Spalte beeinflußt und in einen konsistenten Zu- gestellt, daß sie an der Stelle, wo der Werkstoff zwischen stand gebracht. Für pulver- oder pastenförmige, zäh- den Stegen in die Aushöhlung gepreßt wird, eine flüssige oder flüssige Werkstoffe beträgt die günstigste aerodynamische Form bzw. die Form eines Schiffchens Spaltweite der Aushöhlungen oder der Bohrungen 55 haben, um die Förderung und den Weg des Werketwa 0,5 mm. stoffes nicht zu beeinträchtigen.

Der Spalt 47 kann auch an ..eliebigen Stellen 173 Der Flansch 36 und der Steg 38 sind mit einer

mit langen oder kurzen Einschnürungen versehen sein, durchgehenden und senkrechten Bohrung 40 versehen, wie in F i g. 20 gezeigt ist, um den Werkstoff weiter zu die für den Eintritt des Kühl- oder Heizmittels, wie verdichten, zu strecken und/oder gegebenenfalls wäh- 60 oben bei der Bohrung 56, dient, rend seiner Förderung zu kneten. Eine senkrechte Bohrung 57, die durch den Flansch

Ebenso kann die Spalte stellenweise mit Entga- 36 in den Steg 39 verlängert ist, dient zur Einführung sungs- und Entlüftungsöffnungen 45, 46 versehen sein, eines Temperaturfühlers, der die Temperatur des die entweder selbsttätig oder unter Vakuum arbeiten. Innenrohres 26, der Scheiben 31 und 32 und des Die Werkstoffeintritts- und austrittsöffnungen der 65 Torpedos 34 kontrolliert.

F i g. 2 der Vorrichtung sind mit je einem Torpedo 27 An den Flansch 36 können Spritzköpfe und/oder

und 27a bzw. 34 und 35 versehen. Der Torpedo 27 Spritzdüsen und/oder Kalibrierdüsen oder Granulierund 27 a der Eintrittsöffnung ist mit Stegen 28 und 29 köpfe oder -düsen angeschlossen werden.

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Der Knet-, Misch- und Homogenisierungsvorgang und/oder ihre Abmessungen anbetrifft, als auch was

besteht insbesondere darin, daß der Werkstoff durch die Aufteilung derselben anbetrifft. So können die

den Spalt 47 bzw. 59 oder die Kanäle 58 und dann Breite und die Höhe der Durchgangswege oder der

durch noch engere Durchgänge gefördert und gepreßt Hinderniselemente während des Förderweges

wird, wie in F i g. 2 mit 52, 70 gezeigt ist, in die 5 des Werkstoffes die gleiche bleiben oder alternativ

Hinderniselemente, wie z. B. rhombusförmige Ge- oder ständig beliebig sich verengen und verbreitern

bilde, die in F i g. 2 als Stege 51, 69 gezeigt sind, oder wieder verengen.

oder Rippen, Speichen, Bohrungen od. dgl. einge- Es ist vorteilhaft, daß der Werkstoff, der die Durchbracht sind. gänge verlassen hat, in eine Sammelkammer oder einen

Diese Hinderniselemente sind in der Strömungs- i° Sammelkanal, der keine Hinderniselemente besitzt, gerichtung des Werkstoffes hintereinander im Verhältnis fördert wird, wo auf eine bestimmte Länge wieder zu der ersten Reihe der Hinderniselemente versetzt gleichmäßig vereinigt und verdichtet wird. Die Länge angeordnet. Diese Hinderniselemente können derart dieser Sammelkammer oder dieses Kanals kann beversetzt sein, daß der Werkstoff, welcher durch den liebig sein; es ist aber günstig, daß diese etwa 20 bis ersten Durchgang der ersten Reihe gepreßt ist, in den 15 200 mm lang sind. Derartige Sammelkammern oder nachfolgenden Durchgängen durch die versetzten Sammelkanäle können auch zwischen den erwähnten Hinderniselemente ungleichmäßig aufgespaltet wird. Scheiben 31, 32 eingebracht werden. Ein anderes Durch diese Versetzung der Hinderniselemente wird Paket Scheiben 33, die engere Durchgänge 70 und zuder Kunststoff bei seinem Übertritt von einem Durch- einander enger angeordnete Hinderniselemente 69 gang in den nachfolgenden Durchgang ungleichmäßig 20 haben, kann vorzugsweise nach der erwähnten aufgespalten und mit dem Werkstoff, welcher aus Sammelkammer oder dem Kanal 32 angebracht anderem Durchgang auf der gleichen Ebene kommt, werden, so daß der Kunststoff nochmals inniger und wieder unter Druck ungleichmäßig vereinigt. Diese wirksamer gemischt, geknetet und homogenisiert unter Druck zwangweise Aufspaltung und Vereinigung wird. Dieser Vorgang kann mehrmals wiederholt des Werkstcffes kann in axialer und/oder radialer 35 werden.

Richtung zur Hauptachse des Förderweges erfolgen. Die Scheiben 31, 32 und 33 können, wie bei 50 und Die Aufspaltung und Wiedervereinigung des Werk- 50 a gezeigt, beispielsweise in ihrer Längsrichtung stoffes durch diese Hinderniselemente soll in einem mindestens an einer Stelle durchbohrt und mit durchmöglichst engen und kurzen Durchgang erfolgen, gehenden Stiften (nicht gezeigt) zueinander fest verdessen engste Stelle vorzugsweise bis nahezu auf einen 3° bunden und befestigt sein, um diese Teile gegen Drehung Punkt oder auf sehr kurzen Weg reduziert ist. zu sichern. Diese Scheiben können auch anders zu-

An dieser Stelle erfolgt die zusätzliche, stärkste einander verbunden und gegen Drehung gesichert sein.

Plastifizierung, Gelierung oder Verflüssigung und das Die Länge der Vorrichtung nach F i g. 2 ist haupt-

Homogenisieren des Werkstoffes. Die Aufspaltung sächlich abhängig:

des Werkstoffes, der sich in jedem Durchgang befindet 35 1. von der geeigneten Plastifizierungstemperatur des

und durch jeden Durchgangsweg gefördert und ge- jeweiligen Werkstoffes,

preßt wird, erfolgt derart, daß der Werkstoff eines jeden 2. von der Durchgangsgeschwindigkeit des Werk-Durchgangs in axialer und/oder radialer Richtung in stoffes durch die dünnen, engen Spalten oder wenigstens zwei ungleiche Teile gespalten wird, von Bohrungen,
denen dann ein Teil über die Hälfte des Gesamt- 40 3. von den Dimensionen der Spalte,
volumens umfaßt; dieser Teil des Werkstoffes wird Die Ausstoßleistung an Werkstoff, z. B. pulvermit dem durch den auf der gleichen Ebene befindlichen förmigem Polyvinylchlorid, ist nicht von der Länge der benachbarten Durchgang geförderten Werkstoff, der Vorrichtung (F i g. 2) abhängig, sondern ist von den weniger als die Hälfte, beispielsweise ein Drittel oder Dimensionen und der Drehzahl des Rotors 4 abhängig, ein Viertel umfaßt, in dem nachfolgenden Durchgang 45 Um eine Ausstoßleistung von ca. 80 kg pro Stunde zu jeweils in axialer und/oder radialer Richtung vereinigt erreichen, soll z. B. der Außendurchmesser des und gepreßt. Diese Aufspaltung und Wiedervereini- Rotors 4 bzw. 101, der die sechs Schaufeln 5 bzw. gung des Kunststoffes wird zweckmäßig so viele Male die drei Paar Schaufeln 109a, 109b und 109c trägt, wiederholt, daß der in jedem der ersten Durchgänge etwa 180 mm sein. Der Rotor und die Schaufeln sollen befindliche Kunststoff durch die ungleichmäßige Auf- 5° dabei eine Breite von etwa 60 mm haben. Die größte spaltung und ungleichmäßige Wiedervereinigung Tiefe des sichelförmigen Hohlraumes zwischen dem wenigstens über die Hälfte des Umfanges oder den Außendurchmesser des Rotors und dem Innendurchganzen Umfang des Querschnittes bzw. des Durch- messer der Schale oder des Gehäuses soll etwa 8 bis messers des Förderweges wandert. 10 mm sein, und der Rotor soll sich mit etwa 15 bis

Die Hinderniselemente, wie z. B. die rhomben- 55 20 Umdrehungen pro Minute drehen,
förmigen Stege 51, die zwischen sich Durchgänge 52 Bei der Vorrichtung (F i g. 2) genügt es, daß die bilden, können in Form von Scheiben 31 gefertigt Temperatur auf die geeignete Verarbeitungstempewerden. Je mehr Scheiben mit Durchgängen und ratur des Werkstoffes eingestellt ist. Der Werk-Hinderniselementen angeordnet werden, desto inten- stoff wird bis zu seinem Austritt aus dem Vorsiver ist die Knet-, Misch- und Homogenisierung 60 richtungsteil nach F i g. 2 allmählich seine geund/cder die Einfärbungswirkung. Die Hindernis- eignete Temperatur erreichen, da in dem Teil nach elemente bzw. die Durchgänge können alle unterein- F i g. 2 keine drehenden Teile wie bei den Schneckenarder in genau gleicher Weise ausgebildet sein, sowohl pressen vorhanden sind und deshalb eine Zonenwas ihre Abmessungen anbetrifft, als auch was die heizung nicht notwendig ist. Es ist zweckmäßig, daß Aufteilung der Durchgänge bzw. Hinderniselemente 65 die Temperatur der Innen- und Außenrohre gleichanbetrifft. Die Hinderniselemente und Durchgänge mäßig ist. Der Teil der Vorrichtung (F i g. 2) kann in können aber auch untereinander ungleichmäßig aus- seiner Gesamtlänge oder auf einem Teil seiner Länge gebildet sein, sowohl was ihre Form und Gestalt auf die für die zu verarbeitenden Werkstoffe geeignete

Temperatur gebracht und auch durch Kühlung kontrolliert werden, beispielsweise bei Kunststoffen auf etwa 170 bis 200° C. Dadurch können die verschiedenen Zonen-Temperaturkontrollapparate, wie sie bei den Schneckenpressen erforderlich sind, wegfallen. Wird der Kunststoff von dem Teil der Vorrichtung nach F i g. 1 in den Teil der Vorrichtung nach F i g. 2 in kaltem Zustand eingeführt, wird er während seiner zwangläufigen Verdichtung und Förderung in die enge Spalte allmählich bis zu seinem Austritt seine geeignete Plastifizierungstemperatur erreichen. Sollte aber der Kunststoff in vorgewärmtem Zustand aus dem Teil der Vorrichtung nach F i g. 1 in den Teil der Vorrichtung nach F i g. 2 eingeführt bzw. gepreßt werden, so kann die Länge des Teils nach F i g. 2 der Vorrichtung gekürzt werden. Wenn man eine größere Ausstoßleistung erreichen will, kann man die Vorrichtung nach F i g. 2, die nach dem Baukastensystem gebaut ist, beliebig verlängern, wobei die Temperatur der verlängerten Teile z. B. für die Verarbeitung des pulverförmigen weichmacherfreien Polyvinylchlorids auch etwa auf 170 bis 200° C beibehalten wird. Wenn man aber eine größere Leistung pro Zeiteinheit mit der gleichen Länge nach F i g. 2 der Vorrichtung erreichen will, müssen die Innen- und Außentemperaturen des Teils nach F i g. 2 der Vorrichtung entsprechend erhöht werden, z. B. von etwa 170 bis 200°C auf etwa 250 bis 300°C, so daß der Kunststoff beim Austritt aus der Austrittsöffnung des Teils nach F i g. 2 der Vorrichtung stets eine Temperatur von etwa 170 bis 180°C hat. Um die Erhöhung der Temperatur des Teils nach Fig. 2 der Vorrichtung im richtigen Verhältnis zu der Ausstoßmenge zu halten, kann die Temperatur des Kunststoffes bei Verlassen der Austrittsöffnung, des Spritzkopfes oder der Düse kontrolliert werden, damit die Innen- und Außentemperatur der Vorrichtung entsprechend eingestellt werden kann und der Kunststoff während der Förderung nicht überhitzt wird. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, einen Temperaturfühler, der den Kunststoff selbst unmittelbar ständig abtastet, in der Nähe der Austrittsöffnung oder an der Austrittsöffnung selbst anzubringen.

Ohne aus dem Rahmen der Kombination herauszufallen, kann der Drehkolbenmotor durch Organe ersetzt werden, die die gleiche nur fördernde Eigenschaft eines solchen Motors haben, wie z. B. kurze Schneckenpressen, deren Aufgabe sich in der fördernden Funktion erschöpft, die also keine aufbereitende Wirkung haben.

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a) Der Werkstoff-Eintrittsöffnung (10) der Vorrichtung ist eine mit zwangläufig gesteuerten Schaufeln (5) arbeitende Drehkolben-Fördereinrichtung oder dergleichen nachgeschaltet.

b) der Austrittsöffnung (62) der Drehkolben-Fördereinrichtung ist eine unbewegliche Auspreßeinrichtung mit einem ringförmigen (47) oder flachen (59) und/oder in enge Kanäle (58) aufgeteilten schmalen Spalt nachgeschaltet;

c) die Begrenzungswände des unbeweglichen schmalen Spalts sind mit heizbaren und/oder kühlbaren Einrichtungen versehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4, 101) der Drehkolben-Fördereinrichtung in einem Gehäuse (2,102) mit einer zylindrischen Schale (3) gelagert ist und mindestens ein durch ein Verbindungsglied (110) starr miteinander verbundenes Schaufelpaar (109) aufweist, das in Aussparungen des Rotors (4) zwangläufig radial hin- und herbewegbar ist und dessen Schaufeln mindestens von der Werkstoff-Eintrittsöffnung (10, 143) an bis zur Austrittsöffnung (62, 145) der Drehkolben-Fördereinrichtung mit der Innenwandung der Schale (3) des Gehäuses (2, 102) gleitend dicht unter Bildung von Hohlräumen zwischen den Schaufeln für die Aufnahme des Werkstoffes in Berührung bringbar sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Spalts (47 bzw. 59) an beliebig auswählbaren Stellen (173) verengt oder erweitert ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Innenrohr (26) gebildete Innenwand des ringförmigen Spalts (47) an einem oder an seinen beiden Enden verjüngt ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Spalt (47 bzw. 59) stellenweise oder auf einem Teil seiner Länge oder auf dessen ganzer Länge in Quer- und Längsrichtung gereihte, sich abwechselnd verengende und erweiternde, Durchgänge (52,70) freilassende Stege (51) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des einzelnen Stegs (51) größer als seine Breite ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (51) rhombenförmig ausgebildet sind und in sich nicht überschneidenden, hintereinanderliegenden Reihen versetzt angeordnet sind.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum gleichzeitigen und kontinuierlichen Fördern, Mischen und Extrudieren von unter Wärmebehandlung formbaren plastischen Werkstoffen, insbesondere zur Herstellung von Halb- und Fertigerzeugnissen aus thermoplastischen und wärmehärtbaren Kunststoffen, mit einer trichterförmigen Werkstoff-Eintrittsöffnung, einem an der Werkstoff-Austrittsöffnung der Vorrichtung angeordneten Spritzkopf und mit einer Düse, gekennzeichnetdurchdie Kombination folgender Merkmale:

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 50 009, 606 178, 877 949, 956 353, 961 211, 971 776; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 019 964; deutsche Patentanmeldung R 6724 XII/39a (bekanntgemacht am 6. März 1952);

schweizerische Patentschriften Nr. 247 500, 262 997;

französische Patentschriften Nr. 769 279, 942 297, 815;

USA.-Patentschriften Nr. 1156 096, 2 253 627, 480 838, 2 499 398, 2 669 750.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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