DE1557041C

DE1557041C - Mixing and kneading device

Info

Publication number: DE1557041C
Authority: DE
Inventors: Wilhelm G.; Sutter Fritz; Pratteln Weber (Schweiz)
Original assignee: Buss Ag, Basel (Schweiz)
Publication date: 1971-11-18

Description

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 gleichachsig mit der Schneckenwelle angeordneten Schließeinridhtung, die einen in der axialen Fortsetzung der Schneckenwelle verschiebbaren, mit dem Düsenring zusammenwirkenden Schließdorn aufweist.The invention relates to a mixing and kneading device with at least one in a mixing and kneading device Kneading chamber arranged screw shaft and an outlet formed on the nozzle ring of the mixing and Kneading chamber coaxially with the worm shaft arranged closing device, which one in the axial continuation of the worm shaft displaceable, cooperating with the nozzle ring Has locking pin.

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. 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.On continuously working mixing and kneading machines, the z. B. for chemical reaction processes or for the preparation of kneaded mixtures in the plastic, rubber or food industry are used, so far the lack of a simple, rapidly effective and reliable Closing device for the exit of the mixing and kneading chamber perceived as disadvantageous. Such a locking device is in and of itself required to ensure that when starting up the mixing and kneading chamber is full so that the desired reaction can start, what then the outlet should be fully opened quickly without the reaction stopping.

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 konnte, 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.Previous attempts to solve this problem by means of a swivel flap, locking slide, adjusting ring or Loosening the ball valve was only partially successful, once because of the seizing of material on the closing body could not be prevented and also with the necessary rapid open an asymmetrically shaped pressure wave that could form in the mixing and kneading chamber often led to a break in the start-up reaction. Also known with throttle devices Way they z. B. used on screw presses, the problem could not be satisfactory be solved, since these devices are used to fine-tune the working pressure in the mixing chamber and therefore, even if motorized with remote control, not fast enough from a closed one Position can be brought into an open position.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben geschilderten Nachteile bekannter Anordnungen zu überwinden. The object of the invention is to overcome the disadvantages of known arrangements outlined above.

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 vorbestimmten Überdrucks in der Misch- und Knetkammer auslöst, und daß der Düsenring mit über seinen Umfang verteilten, den austretenden Materialstrom in Stränge aufteilenden Führungselementen versehen ist.In the case of a mixing and kneading device of the type described at the outset, this is achieved by that the locking pin is in the closed position by means of a spring arrangement acting in the opening direction is biased that a locking pin against the restoring force of the spring assembly Holding in the closed position locking device is provided, which after reaching a predetermined Overpressure in the mixing and kneading chamber triggers, and that the nozzle ring with over his Circumferentially distributed guide elements dividing the exiting material flow into strands is.

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 zwangläufig eine Rotation desselben erfolgt, während der dritte Teil auf einem Teil seiner Länge mit einem Gewinde versehen ist, auf welches eine Mutter 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.According to a preferred embodiment, the locking pin can have three parts, the first part cylindrically shaped and conical with a rounded end at its end facing the nozzle ring Tip is formed, the second part has a trapezoidal thread, which in a corresponding Trapezoidal thread engages in the housing, so that inevitably with an axial displacement of the locking pin a rotation of the same takes place, while the third part on part of its length with a Thread is provided on which a nut with a circumferential groove can be screwed, and that the third part at its end facing away from the nozzle ring a disc with a larger diameter than the Wears lock pin.

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 Thermoplasten, wie z. B. Hart- und Weich-PVC, wichtig.With the proposed arrangement, a quick and full opening is achieved with balanced Pressure distribution. The locking device is self-cleaning and the opening position is adjustable. It is also achieved that the materials after leaving the outlet of the mixing and kneading chamber in a number of strands of material are divided, which are then divided into pieces as required be able. This is particularly important when preparing kneaded mixtures of hardenable plastics, but also with thermoplastics, such as. B. hard and soft PVC, important.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigtAn embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawings, namely indicates

Fig. 1 einen Querschnitt durch den mit der Schließeinrichtung versehenen Teil der Misch- und Kneteinrichtung,1 shows a cross section through the part of the mixing and closing device provided with the closing device Kneading device,

F i g. 2 einen Querschnitt durch einen Düsenring mit geraden Führungselementen undF i g. 2 shows a cross section through a nozzle ring with straight guide elements and

F i g. 3 einen Querschnitt durch einen Düsenring mit gebogenen Führungselementen.F i g. 3 shows a cross section through a nozzle ring with curved guide elements.

Die Einrichtung weist ein Gehäuse 17 auf, das eine Misch- oder Knetkammer 1 umschließt, 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.The device has a housing 17 which encloses a mixing or kneading chamber 1 in which a worm shaft 14 is arranged. At the outlet of the mixing and kneading chamber 1 there is a nozzle ring 2 Flanged coaxially to the worm shaft 14. This nozzle ring 2 has a cylindrical bore which is widened conically on both sides.

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. 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 Lagerbüchse 4 innen zwei zylindrische Lagerflächen zur Aufnahme eines Schließdornes 8 auf und ist zwischen den beiden Lagerflächen mit einem steilgängigen Trapezgewinde versehen.A housing 3, which has an outlet opening 3 ', is flanged to the nozzle ring 2. Furthermore, the Housing 3, a cylindrical seat for a bearing bush 4, a flat support surface for a motor 5 and a support arm 18 for a locking member 6. The bearing bush 4 is at one end of a ring nut 4 'is fixed in the housing 3 and at the other end carries a rotatable knife wheel driven by the motor 5 7. Furthermore, the bearing bush 4 has two cylindrical bearing surfaces on the inside for receiving one Locking pin 8 and is between the two bearing surfaces with a steep trapezoidal thread Mistake.

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.The locking pin 8 has a first cylindrically shaped part 8 ', which on its the nozzle ring 2 facing end is conical with a rounded tip. In a second middle Part 8 "of the locking pin 8 is provided with a trapezoidal thread, which is complementary to the trapezoidal thread is formed in the bearing bush 4 and engages in this. The third part 8 "of the locking pin 8 carries a thread onto which a nut 10 is screwed, as well as a washer 12, which in the Diameter is larger than the locking pin and arranged on the nozzle ring 2 remote end thereof is. Between the disk 12 and a bracket 11 connected to the housing 3 is a tensioning member arranged in the form of a helical spring 13, which exerts a pressure on the locking pin 8 in the direction exerts away from the nozzle ring 2.

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 angeordne-The nut 10 is adjustable in one direction to limit the axial movement of the locking pin and can be blocked with an adjusting screw 15. It has a circumferential annular groove 10 ', in which the pin 6 'of the arranged on the support arm 18-

ten 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.ten locking member 6 engages. This pin 6 'is pressed into the groove 10' by the spring 6 ", whereby the spring tension is adjustable by means of a union nut 6 '' '.

Ferner ist am Bügel 11 eine Stellschraube 16 vorgesehen, die die axiale Bewegung des Schließdornes 8 in der anderen Richtung einstellbar begrenzt.Furthermore, an adjusting screw 16 is provided on the bracket 11, which controls the axial movement of the locking pin 8 limited adjustable in the other direction.

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.The nozzle ring 2 carries on the one facing away from the outlet opening of the mixing and kneading chamber conical inner surface guide elements 9, which are wedge-shaped in cross section and with the tip against the outlet opening of the mixing and kneading chamber 1 are directed. These guide elements 9 are uniform mounted along the perimeter of the conical inner surface and can be straight or curved be trained.

Das Messerrad 7 trägt eine Anzahl Messerarme T 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.
. Zu Beginn des Arbeitsprozesses befindet sich der Schließdorn 8 in der in F i g. Γ gezeichneten Lage. Die Misch- und Kneteinrichtung nimmt die Arbeit auf, und im Material in der Misch- und Knetkammer 1 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 Schließdorn 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.The knife wheel 7 carries a number of knife arms T with adjustable knives 7 ″. When the knife wheel 7 rotates, the knives 7 ″ move past the annular opening which is delimited by the nozzle ring 2 and the locking pin 8.
. At the beginning of the work process, the locking pin 8 is in the position shown in FIG. Γ drawn location. The mixing and kneading device starts working, and pressure builds up in the material in the mixing and kneading chamber 1. As soon as this has reached a certain size, the pin 6 'is pressed out of the groove 10' against the action of the spring 6 ", and the locking pin 8, supported by the spring 13, moves into an open position away from the nozzle ring 2. This Movement is not only quick, but is superimposed with a rotary movement of the locking pin 8, which causes a clean separation of the rounded tip of the locking pin 8 from the jammed material.

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.This combined longitudinal and rotary movement comes about through the trapezoidal thread which the locking pin 8 is connected to the housing 3 or the bearing bush 4.

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.The material now flows through the annular opening delimited by the nozzle ring 2 and the locking pin 8 addition, whereby it is divided into several strands by the guide elements 9, and, if necessary, is cut by the rotating knife wheel 7.

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 Nut 10' der Mutter 10 eingreift. Dies kann gegebenenfalls auch durch eine automatische Einrichtung geschehen. To return the locking device to its original position, i. H. to bring into the closed position, it is sufficient to move the locking pin 8 in the direction of the nozzle ring until the The pin 6 'of the locking member 6 again engages in the groove 10' of the nut 10. This can be done if necessary also done by an automatic device.

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.The pressure required to open the closing device can partly be achieved by means of the pretensioning of the Spring 6 ″ of the locking member 6, on the other hand, can be influenced by the bias of the spring 13.

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.The nut 10 is adjusted so that it prevents the movement of the locking pin 8 in the direction of the nozzle ring 2 limited so that between the conical end of the locking pin 8 and the conical inner surface of the nozzle ring 2 a little play remains to avoid the risk of jamming of the two cones to prevent.

Um den Anforderungen gewisser Reaktionsprozesse zu genügen, können sowohl der Düsenring 2 als auch der Schließdorn 8 heiz- oder kühlbar ausgebildet sein.In order to meet the requirements of certain reaction processes, both the nozzle ring 2 as well as the locking pin 8 can be designed so that it can be heated or cooled.

Claims

Patent claims:

1. Mixing and kneading device with at least one arranged in a mixing and kneading chamber Worm shaft and one at the outlet of the mixing and kneading chamber designed as a nozzle ring coaxially arranged with the worm shaft closing device, which one in the axial continuation of the worm shaft displaceable, cooperating with the nozzle ring Has locking pin, characterized in that the locking pin (8) in the closed position by means of an in the opening direction acting spring arrangement (13) is biased that a locking pin against the restoring force there is a locking device (6) holding the spring arrangement in the closed position, which triggers after reaching a predetermined overpressure in the mixing and kneading chamber (1), and that the nozzle ring with the exiting material flow distributed over its circumference is provided in strands dividing guide elements (9).

2. Mixing and kneading device according to claim 1, characterized is that the locking pin (8) comprises three parts, said first part (8 ') is cylindrically shaped and & n its end facing the nozzle ring (2) end facing conical with a rounded tip, the second part (8 ") has a trapezoidal thread which engages in a corresponding trapezoidal thread in the housing (3), so that an axial displacement of the locking pin (8) inevitably results in a rotation of the same, while the third part (8 '") opens Part of its length is provided with a thread onto which a nut (10) with a circumferential groove (10 ') can be screwed, and that the third part has a disc (12) with a larger diameter than the locking pin at its end remote from the nozzle ring (8) carries.

3. Mixing and kneading device according to claims 1 and 2, characterized in that the locking member (6) has a pin (6 ') with a conical end, which pin acts a spring (6 "), the bias of which is adjustable by means of a union nut (6 '"), with his conical end engages in the cross-sectionally V-shaped groove (10 ') in the nut (10).

4. Mixing and kneading device according to claims 1 to 3, characterized in that the nut (10) to limit the axial movement of the locking pin (8) adjustable and with an adjusting screw (15) can be blocked.

5. Mixing and kneading device according to claims 1 to 4, characterized in that the nozzle ring (2) has a cylindrical bore which widens conically on both sides is.

6. Mixing and kneading device according to claims 1 to 5, characterized in that the guide elements (9) are wedge-shaped and straight or curved in cross section and are pointed with a point towards the mixing and kneading chamber.

7. Mixing and kneading device according to claims 1 to 6, characterized in that in the housing (3) coaxially to the locking pin (8)

by a motor (5) driven knife wheel (7) is provided, which carries a number of knife arms (7 ') with knives (T') whose cutting plane coincides with the facing face of the nozzle ring (2).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings