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Die Erfindung betrifft eine Misch- und Kneteinrichtung mit mindestens
einer in einer Misch- und Knetkammer angeordneten Schneckenwelle und einer am Düsenring
ausgebildeten Austritt der Misch- und Knetkammer gleidhachsig mit der Schneckenwelle
angeordneten Schließeinrichtung, die einen in der axialen Fortsetzung der Schneckenwelle
verschiebbaren, mit dem Düsenring zusammenwirkenden Schließdorn aufweist.
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An kontinuierlich arbeitenden Misch- und Knetmaschinen, die z. B.
für chemische Reaktionsprozesse oder zum Aufbereiten von gekneteten Mischungen in
der Plastik-, Gummi- oder Lebensmittelindustrie eingesetzt sind, wurde bisher das
Fehlen einer einfadhen, rasch wirksamen und zuverlässigen Schließvorrichtung für
den Austritt der Misch- und Knetkammer als nachteilig empfunden.
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Eine solche Schließeinrichtung ist an und für sich erforderlich, um
beim Anfahren sicherzustellen, daß die Misch- und Knetkammer gut volläuft, damit
die gewünschte Reaktion anspringen kann, worauf dann rasch der Austritt voll geöffnet
werden sollte, ohne daß die Reaktion dabei abreißt.
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Bisherige Versuche, dieses Problem mittels einer Schwenkklappe, Sperrschieber,
Verstellring oder Kugelventil zu lösen, brachten nur teilweisen Erfolg, und zwar
einmal weil ein Festsetzen von Material am Schließkörper nicht verhindert werden
konnte und sich außerdem bei dem notwendigen raschen Öffnen eine unsymmetrisch geformte
Druckwelle bilden konnte7 die in der Misch- und. Knetkammer oftmals zu einem Abreißen
der Anfahr-Reaktion führte. Auch mit Drosseleinrichtungen bekannter Art, wie sie
z. B. an Schneckenpressen verwendet werden, konnte das Problem nicht zufriedenstellend
gelöst werden, da diese Einrichtungen zur Feinregelung des Arbeitsdrucks in der
Mischkammer dienen und daher, selbst wenn mit Fernverstellung motorangetriebenen,
nicht rasch genug von einer geschlossenen Stellung in eine offene Stellung gebracht
werden können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die oben geschilderten Nachteile bekannter
Anordnungen zu überwinden.
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Dies wird bei einer Misch- und Kneteinrichtung der eingangs beschriebenen
Gattung dadurch erreidht, daß der Schließdorn in der Schließstellung mittels einer
im Öffnungssinne wirkenden Federanordnung vorgespannt ist, daß eine den Schließdorn
gegen die Rückstellkraft der Federanordnung in der Schließstellung haltende Arretiereinrichtung
vorgesehen ist, welche nach Erreichen eines vorbestimsten Überdrucks in der Misch-
und Knetkammer auslöst, und daß der Düsenring mit übersseinen Umfang verteilten,
den austretenden Materialstrom in Stränge aufteilenden Führungselementen versehen
ist.
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Dabei kann der Schließdorn gemäß einer bevorzugten Ausführung drei
Teile aufweisen, wobei der erste Teil zylindrisch geformt und an seinem dem Düsenring
zugekehrten Ende konisch mit abgerundeter Spitze ausgebildet ist, der zweite Teil
ein Trapezgewinde aufweist, welches in ein entsprechendes Trapezgewinde im Gehäuse
eingreift, so daß mit einer axialen Verschiebung des Schließdornes zwang-Häufig
eine Rotation desselben erfolgt, während der dritte Teil auf einem Teil seiner Länge
mit einem Oewinde versehen ist, auf welches-eine Rúttèr'mit
einer umlaufenden Nute
aufschraubbar ist, und daß der dritte Teil an seinem dem Düsenring abgekehrten Ende
eine Scheibe mit größerem Durchmesser als der Schließdorn trägt.
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Mit der vorgeschlagenen Anordnung wird ein rasches und volles Öffnen
erreicht bei ausgeglichener Druckverteilung. Die Schließeinrichtung ist selbstreinigend
und die Öffnungs-Stellung einstellbar. Es wird ferner erreicht, daß die Materialien
nach Verlassen des Austritts der Misch- und Knetkammer in eine Anzahl Materialstränge
aufgeteilt werden, die dann je nach Erfordernis noch in Stücke geteilt werden können.
Dies ist besonders beim Aufbereiten von gekneteten Mischungen aus härtbaren Kunststoffen,
aber auch bei Thermoplastetwie-z. B. Mart-und Weich-PVC, wichtig.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch den mit der Schließeinrichtung
versehenen Teil der Misch- und Kneteinrichtung, F i g. 2 einen Querschnitt durch
einen Düsenring mit geraden Führungselementen und Fig. 3 einen Querschnitt durch
einen Düsenring mit gebogenen Führungselementen.
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Die Einrichtung weist ein Gehäuse 17 auf, das eine Misch- oder Knetkammer
1 umschließt, 1 in welcher eine Schneckenwelle 14 angeordnet ist. Am Austritt der
Misch- und Knetkammer 1 ist ein Düsenring 2 koaxial zur Schneckenwelle 14 angeflanscht.
Dieser Düsenring 2 weist eine zylindrische Bohrung auf, die nach beiden Seiten konisch
erweitert ist.
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An den Düsenring 2 ist ein Gehäuse 3 angeflanscht, das eine Austrittsöffnung
3! aufweist. Ferner weist das Gehäuse 3 einen zylindrischen Sitz für eine Lagerbüchse
4, eine ebene Tragfläche für einen Motor 5 sowie einen Tragarm 18 für ein Arretierorgan
6 auf.
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Die Lagerbüchse 4 wird einerends von einer Ringmutter 4' im Gehäuse
3 fixiert und trägt andernends ein drehbares, vom Motor 5 angetriebenes Messerrad
7. Ferner weist die Lagerbüchse4 innen zwei zylindrische Lagerflächen zur Aufnahme
eines Schließdornes 8 auf und ist zwischen den beiden Lagerflächen mit einem steilgängigen
Trapezgewinde versehen.
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Der Schließdorn 8 weist einen ersten zylindrisch geformten Teil 8'
auf, der an seinem dem Düsenring 2 zugekehrten Ende konisch mit abgerundeter Spitze
ausgebildet ist. In einem zweiten mittleren Teil 8" ist der Schließdorn 8 mit einem
Trapezgewinde versehen, welches komplementär zum Trapezgewinde in der Lagerbüchse
4 ausgebildet ist und in dieses eingreift. Der dritte Teil 8" des Schließdornes
8 trägt ein Gewinde, auf welches eine Mutter 10 aufgeschraubt ist, sowie eine Scheibe
12, die im Durchmesser größer als der Schließdorn ist und an dem Düsenring 2 abgekehrten
Ende desselben angeordnet ist. Zwischen der Scheibe 12 und einem mit dem Gehäuse
3 verbundenen Bügel 11 ist ein Spannorgan in Form einer Schraubenfeder 13 angeordnet,
die einen Druck auf den Schließdorn 8 in Richtung von dem Düsenring 2 weg ausübt.
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Die Mutter 10 ist zur Begrenzung der axialen Bewegung des Schließdornes
in der einen Richtung verstellbar und kann mit einer Stellschraube 15 blockiert
werden. Sie weist eine umlaufende Ringnut 10' auf, in welche der Stift 6' des am
Tragarm 18 angeordneten
Arretierorgans 6 eingreift. Dieser Stift
6' wird durch die Feder 6" in die Nut 10' gedrückt, wobei die Federspannung mittels
einer Überwurfmutter 6"' einstellbar ist.
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Ferner ist am Bügel 11 eine Stellschraube 16 vorgesehen, die die
axiale Bewegung des Schließdornes 8 in der anderen Richtung einstellbar begrenzt.
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Der Düsenring 2 trägt an der von der Austrittsöffnung der Misch-
und Knetkammer abgekehrten konischen Innenfläche Führungselemente 9, die im Querschnitt
keilförmig sind und mit der Spitze gegen die Austrittsöffnung der Misch- und Knetkammer
1 gerichtet sind. Diese Führungselemente 9 sind gleichmäßig entlang des Umfanges
der konischen Innenfläche angebracht und können gerade oder gebogen ausgebildet
sein.
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Das Messerrad 7 trägt eine Anzahl Messerarme 7' mit einstellbaren
Messern 7". Die Messer 7" bewegen sich bei Rotation des Messerrades 7 an der ringförmigen
Öffnung vorbei, welche durch den Düsenring 2 und den Schließdorn 8 begrenzt wird.
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Zu Beginn des Arbeitsprozesses befindet sich der Schließdorn 8 in
der in Fig. 1 gezeichneten Lage.
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Die Misch- und Kneteinrichtung nimmt die Arbeit auf, und im Material
in der Misch- und Knetkammerl baut sich ein Druck auf. Sobald dieser eine gewisse
Größe erreicht hat, wird der Stift 6' aus der Nut 10' entgegen der Wirkung der Feder
6" herausgedrückt, und der Schließdom 8 bewegt sich, unterstützt durch die Feder
13, in eine geöffnete Stellung weg vom Düsenring 2. Diese Bewegung geht nicht nur
rasch vor sich, sondern ist mit einer Drehbewegung des Schließdornes 8 überlagert,
was eine saubere Trennung der abgerundeten Spitze des Schließdornes 8 vom gestauten
Material bewirkt.
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Diese kombinierte Längs- und Drehbewegung kommt durch das Trapezgewinde
zustande, über welches der Schließdorn 8 mit dem Gehäuse 3 bzw. der Lagerbüchse
4 verbunden ist.
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Das Material fließt nun durch die vom Düsenring 2 und vom Schließdorn
8 begrenzte ringförmige Öffnung hinaus, wobei es durch die Führungselemente 9 in
mehrere Stränge unterteilt, und, bei Bedarf, durch das rotierende Messerrad 7 zerschnitten
wird.
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Um die Schließeinrichtung wieder in ihre Ausgangslage, d. h. in die
geschlossene Stellung zu bringen, genügt es, den Schließdorn 8 so lange in Richtung
zum Düsenring hin zu verschieben, bis der Stift 6' des Arretierorgans 6 wieder in
die NutlO' der Mutter 10 eingreift. Dies kann gegebenenfalls auch durch eine automatische
Einrichtung geschehen.
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Der zur Öffnung der Schließeinrichtung benötigte Druck kann einesteils
mittels der Vorspannung der Feder 6" des Arretierorgans 6, andernteils durch die
Vorspannung der Feder 13 beeinflußt werden.
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Die Mutter 10 wird so eingestellt, daß sie die Bewegung des Schließdornes
8 in Richtung zum Düsenring 2 so begrenzt, daß zwischen dem konischen Ende des Schließdornes
8 und der konischen Innenfläche des Düsenringes 2 ein kleines Spiel bestehen bleibt,
um die Gefahr des Verklemmens der beiden Konusse zu verhindern.
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Um den Anforderungen gewisser Reaktionsprozesse zu genügen, können
sowohl der Düsenring 2 als auch der Schließdorn 8 heiz- oder kühlbar ausgebildet
sein.