DE2027363B2

DE2027363B2 - Kontinuierlich arbeitende Mischvorrichtung

Info

Publication number: DE2027363B2
Application number: DE2027363A
Authority: DE
Inventors: Armindo Akron Cantarutti; James Toshio Brecksville Matsuoka
Original assignee: Intercole Automation Inc
Current assignee: Intercole Automation Inc
Priority date: 1969-07-14
Filing date: 1970-06-04
Publication date: 1980-10-30
Also published as: DE2027363A1; GB1304604A; US3700374A; JPS5624608B1; CA928288A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kontinuierlich arbeitende Mischvorrichtung für plastische Massen mit hohem Scherwiderstand mit einem aus zwei miteinander in Verbindung stehenden, im wesentlichen zylindrischen, achsparallelen Mischkammern gebildeten Gehäuse, das im Bereich seiner Enden eine Materialeinlaßöffnung bzw. eine zum Mischkammergehäuse radial ausgerichtete Auslaßöffnung aufweist und in dem zwei achsparallele, beidseitig gelagerte, zweiflügelige Mischrotoren angeordnet sind, und mit einer Einrichtung zum Steuern der durch die Auslaßöffnung abgegebenen Materialmenge.

Bei solchen Mischvorrichtungen kann der Materialdurchsatz geregelt werden durch die Geschwindigkeit der Materialzuführung und/oder durch die Geschwindigkeit, mit der die Mischrotoren angetrieben werden, in Abhängigkeit von ihrer Konstruktion. Die Intensität des Mischvorganges, d. h. die am Material geleistete Arbeit oder die vom Material absorbierte Energie verändert sich nicht nur mit der Mischrotoren-Drehzahl, sondern auch mit dem Druck, dem das Material innerhalb der Mischkammern unterworfen wird. Dieser Druck kann geregelt werden durch Einstellung der Größe der Auslaßöffnung, aus der die Mischung austritt.

Bei einer Mischvorrichtung der eingangs erwähnten Art (US-PS 32 37 241) dient eine in die Auslaßöffnung eingebaute Schwingklappenanordnung dazu, die Bewegung des Materials durch die Auslaßöffnung zu beschränken, um die Geschwindigkeit zu regeln, mit der das Material aus den Mischkammern abgeführt wird. In die Schwingklappe ist ein Wärmefühler eingebaut, der über ein Ventil die Stellung der Schwingklappe steuert. Sinkt die Temperatur des durch die Auslaßöffnung austretenden Materials, so wird ein Schließen der Schwingklappe veranlaßt und umgekehrt. Hierbei ergeben sich zeitliche Verzögerungen und Schwierigkeiten bei der Abstimmung mit dem materia'durchsatz, die für das Mischergebnis nachteilige Temperatur- und Druckschwankungen in den Mischkammern zur Folge haben. Bei der bekannten Mischvorrichtung wird das gemischte Material zur Weiterverarbeitung einer gesonderten Strangpresse o&dgL zugeführt Hierbei kann es verunreinigt oder in anderer Weise schädlichen Einflüssen ausgesetzt werdea

Ferner ist es bekannt, das durch die Auslaßöffnung eines kontinuierlich arbeitenden Mischers vorgeschobe ne Material einer quergerichteten Dosierschnecke zuzuführen und die am Eingang und Ausgang der Dosiervorrichtung auftretenden Drücke in eine Steuervorrichtung einzugeben, die die Drehzahl des Mischrotorantriebes reguliert, so daß die Dosiervorrichtung

is konstanten Ausstoß hat (DE-OS 14 54 787). Zwischen Mischkammer und Dosiervorrichtung befindet sich eine lange Leitung und die Drehzahl der Dosiervorrichtung beeinflußt die durch die Auslaßöffnung der Mischvorrichtung abgegebene Materialmenge nicht Eine präzise Temperatur- und Drucksteuerung, die für ein gutes Mischergebnis notwendig wird, fehlen hier.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung der eingangs genannten Art die Menge des durch die

Auslaßöffnung abgegebenen Materials so zu steuern,

daß zur Herstellung günstiger Mischbedingungen in der

Mischkammer gleichbleibende optimale Druck- und Temperaturverhältnisse erzielt werden können. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch

gelöst, daß als Steuereinrichtung in an sich bekannter Weise ein mit der Auslaßöffnung des Mischergehäuses verbundener und zu diesem querverlaufender Materialförderkanal vorgesehen ist, in dem eine Förderschnecke mit einstellbarer Drehzahl antreibbar ist, und daß der Materialförderkanal in einer zur Ebene der Mischrotoren parallel versetzten Ebene liegt

Die Regelung der Drehzahl der Förderschnecke steuert leicht und genau die Abführungsgeschwindigkeit des Materials aus der Mischkammer und demgemäß den Druck in der Mischkammer, ohne daß eine Veränderung der Größe der Auslaßöffnung erfolgt Diese Dosierung der Abführung ist auch von den typischen Veränderungen der Viskosität des Materials unabhängig oder von einer Neigung des Materials, an der Auslaßöffnung anzuhaften. Eine geringe Veränderung der Temperatur des Materials an der Auslaßöffnung und eine gleichzeitige Veränderung der Viskosität beeinflussen daher nicht unmittelbar die Geschwindigkeit der Abführungsströmung und den Druck innerhalb der Mischkammer.

Durch wirksame Regelung der in einer bestimmten Zeiteinheit abgeführten Materialmenge zur Erzielung einer gewünschten Geschwindigkeit der Abführungsströmung wird der Druck innerhalb der Mischkammer rasch und definitiv eingestellt, weil der Durchsatz mit einer Zunahme des Druckes nicht zunimmt und daher eine sehr geringe Zunahme der Zuführungsgeschwindigkeit oder eine Abnahme der Abführungsgeschwindigkeit eine sehr beträchtliche Zunahme des Druckes innerhalb der Mischkammer erzeugt Infolgedessen sind für die Einstellung des Mischvorganges nur sehr kleine Veränderungen der Drehzahl der Förderschnecke erforderlich.

Die Förderschnecke paßt dicht in den Materialförderkanal und weist relativ zu ihrem Durchmesser eine geringe Steigung auf. Der die Förderschnecke bildende schraubenlinienförmige Steg wirkt infolgedessen als ein Hindernis für die Materialströmung aus der Auslaßöffnung. Die einstellbare Antrcibbarkcit der Fördcrschnck-

ke fördert wirksam Teilmengen des Materials aus der Auslaßöffnung des Mischkammergehäuses und regelt dadurch den Rückdruck auf das Material innerhalb der Mischkammer.

Bei stillstehender Förderschnecke wird der Durchtritt von Material aus der Auslaßöffnung unterbrochen.

Die Mischvorrichtung ist durch das Fehlen gelenkbeweglicher Teile, die von dem klebrigen Material in ihrer Funktion gestört werden könnten, sehr robust Sie arbeitet präzise und zuverlässig. Die Anordnung des Materialförderkanals in einer zur Ebene der Mischrotoren parallel versetzten Ebene erlaubt eine kompakte und gedrungene Gestaltung der Mischvorrichtung.

Ein weiterer Vorteil der Mischvorrichtung besteht darin, daß die Förderschnecke gleichzeitig zu ihrer Funktion der Steuerung der durch die Auslaßöffnung abgegebenen Materialmenge die Aufgabe einer Strangpresse erfüllt, die das aus der Mischvorrichtung austretende Material konditioniert und di-rch eine Matrize auspreßt Da das Material die Maschine nicht verläßt, werden durch die direkte Übertragung aus der Mischkammer in die Strangpresse Wärmeverluste und die Gefahr der Verunreinigung bzw. Oxydation des Materials eliminiert, die sonst bei der Übertragung des Materials aus einer Mischmaschine in eine getrennte Strangpresse vorhanden sind. Das gemischte Material gelangt mit der in der Mischkammer gewonnenen erhöhten Temperatur in die Strangpresse, so daß diese keine Heizvorrichtungen zur Nacherhitzung aufweisen muß und kleiner konstruiert sein kann. Zusätzlich zu einer hierdurch gegebenen verbilligenden Vereinfachung des Strangpressenaufbaus wird Energie gespart

Eine Verbesserung der Ausstoßregelung durch eine Vergleichmäßigung der Temperatur des gemischten und ausgepreßten Materials wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß in der Wand des Materialförderkanals im Bereich der Auslaßöffnung des Mischergehäuses Bohrungen für ein Temperiermedium ausgebildet sind.

Die Erfindung wird im folgenden durch ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 im Grundriß eine kontinuierlich arbeitende Mischvorrichtung mit einem durch eine Förderschnecke geregelten Materialauslaß,

Fig.2 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß F i g. 1 mit weggelassenen Teilen und Teilen im Schnitt.

F i g. 3 und 3A zeigen zusammen die Mischvorrichtung im Längsschnitt nach der Linie 3-3/4 der F i g. 1,

F i g. 4 die Auslaßöffnung steuernde Förderschnecke im Längsschnitt nach der Linie 4-4 der F i g. 1 und 3A und

Fig.5 in größerem Maßstab einen teilweisen Grundriß der Mischvorrichtung gemäß F i g. 1 mit weggelassenen und weggebrochenen Teilen zur Veranschaulichung der Mischrotoren.

In F i g. 1 ist eine kontinuierlich arbeitende Mischvorrichtung allgemein mit A bezeichnet und besteht aus einer langgestreckten Mischeruntereinheit B, aus einer Strangpresse C, welche mit der Mischeruntereinheit B fest verbunden ist und sich quer zu derselben erstreckt, sowie aus einem gemeinsamen Unterteil D, der die Mischvorrichtung mit der Strangpresse trägt. Die Mischrotoren der Mischeruntereinheit B werden durch einen Antrieb E über ein Untersetzungsgetriebe R angetrieben. In der Mischeruntereinheit B werden Materialien, wie z. B. Gummi, Kunststoff u. dgl. gemischt und direkt in die Strangpresse C abgeführt. Die Strangpresse C wird durch einen Antrieb G über ein Untersetzungsgetriebe H angetrieben. Die Strangpresse C regelt den Rückdruck auf das Material, das in der Mischeruntereinheit gemischt wird. Sie bearbeitet ferner das gemischte Material weiter und preßt es aus.

Die Mischeruntereinheit B enthält ein Gehäuse 10, bestehend aus zwei miteinander in Verbindung stehenden, im wesentlichen zylindrischen, achsparallelen Mischkammern 10a und 10ό. Die Mischkammer 10a ist

ίο in den F i g. 3 und 3A dargestellt Die Mischkammer lOfc ist ein Spiegelbild derselben. Das Mischergehäuse weist an einem Ende eine Einlaßöffnung 12 auf, die mit beiden Mischkammern 10a, 106 in Verbindung steht Sie ist nach oben hin offen und wird durch einen Aufgabetrichter iA gebildet Eine Auslaßöffnung 16 steht mit den Mischkammern 10a, 10/j an ihrem entgegengesetzten Ende in Verbindung und ist nach unten hin offen. Zwei Mischrotoren 18a, 18Z> erstrecken sich nebeneinander durch das Gehäuse 10, und zwar einer in jeder Mischkammer 10a, 106 und werden im Gegensinn durch den Antrieb E über das Untersetzungsgetriebe R angetrieben. Jeder Mischrotor erstreckt sich über die Mischkammer hinaus am einen Ende in den Aufgabetrichter 14 und am anderen Ende über die Auslaßöffnung 16 hinweg.

Wie die Fig. 1, 3 und 3A zeigen, wird der Mischkammerkomplex aus einem Gußkörper 20 mit einem gekrümmten War.dteil 22 gebildet, der im allgemeinen zylindrische Innenflächen aufweist, welche die Mischkammern 10a, 106 begrenzen. Der Gußkörper ist in waagerechter Richtung in obere und untere Teile 20a, 20/7 unterteilt, die über waagerechte Flansche durch Kopfschrauben 23 (F i g. 1) aneinander befestigt sind. Der Gußkörper 20 endet an den entgegengesetzten Enden in Flanschen 25, 26 mit ebenen Endflächen 25a , 26a. Parallele, in Längsrichtung verlaufende, gebohrte Durchlässe 28 sind innerhalb der Wand 22 jedes Teiles 20a, 20ϋ ausgebildet, und zwar dicht angrenzend an die Kammerinnenfläche. Ein offenes Ende jedes Durchlas-

ses 28 ist durch einen Pfropfen 29 verschlossen. Äußere Verteilerkammern 30a, c, e, g sind auf den entgegengesetzten Querseiten der Mischkammer für den Kreislauf von Wärmeübertragungsflüssigkeit durch die gebohrten Durchlässe 28 ausgebildet.

Der Aufgabetrichter 14 am Einlaßende des Mischergehäuses 10 ist ein Gußgehäuse mit einer Umfangswand 52, welche eine Kammer 54 mit unteren und seitlichen zylindrisch gekrümmten Teilen bildet, die im wesentlichen Fortsätze der Mischkammern 10a, 106 sind. Das Gußgehäuse bildet den Einlaß 12 der Mischkammer und weist eine Endfläche 56 auf, die gegen die Endfläche 25a dos Gußkörpers 20 anliegt, eine gegenüberliegende Endfläche 56, an welcher ein Armstern 60 durch Kopfschrauben 62 befestigt ist, um ein Ende der Mischrotoren 18 abzustützen, und einen nach ober, offenen Durchlaß 64 am oberen Ende der Mischvorrichtung. Der untere Teil des Trichters 14 enthält eine Wand 66, die einen Mantel mit in der Längsrichtung im Abstand liegenden und in der Querrichtung vcrlaufenden Endwänden 67, 68 bildet. Eine mittlere Trennwand 69 unterteilt den Mantel in eine Einlaßkammer 70 und ein? Auslaßkammer 71, welche durch (nicht dargestellte) Durchlässe in der Trennwand 69 verbunden sind. (Nicht dargestellte) Leitungen führen den Kammern Wärmeübertragungsflüssigkeit zu bzw. aus denselben ab.

Die Auslaßöffnung 16 wird durch ein Auslaßgehäuse 76 gebildet, das am Gußkörper 20 an d?m dem

Aufgabetrichter 14 entgegengesetzten Ende durch Kopfschrauben befestigt ist. Das Gehäuse 76 weist zwei in der Längsrichtung verlaufende zylindrische Kammern 78, 79 (Fig.4) auf, welche Fortsätze der Mischkammern 10a, 106 bilden. Die entgegengesetzten Enden des Auslaßgehäuses 76 sind mit radialen Flanschen 80, 81 versehen. Der Flansch 80 liegt gegen die Endfläche 26a des Gußkörpers 20 an und der entgegengesetzte Flansch 81 liegt gegen ein ortsfestes Lagergehäuse 84 an. Der Flansch 81 ist an dem ortsfesten Lagergehäuse 84 durch Klammern 86, 87 (Fig. 1) abnehmbar befestigt und wird zu demselben durch (nicht dargestellte) Stifte ausgerichtet gehalten.

Gebohrte Durchlässe 98 erstrecken sich in der Längsrichtung durch das Ausiaßgehäuse 76, dicht neben und in radialem Abstand von dem Hauptteil der zylindrischen Kammern 78, 79 für den Kreislauf einer Wärmeübertragungsflüssigkeit. Zwei Verteilerkammern 99a und 99b sind rund um das Auslaßgehäuse 76 angrenzend an die entgegengesetzten Enden der Durchlässe 98 auf jeder Querseite des Auslaßgehäuses 76 vorgesehen.

Beide zylindrischen Kammern 78,79 stehen mit einer gemeinsamen Auslaßöffnung 125 im Boden des Auslaßgehäuses 76 in Verbindung. Die Auslaßöffnung 125 ist ihrerseits direkt mit der Strangpresse C verbunden. Im mittleren oberen Teil des Auslaßgehäuses 76 sind Bohrungen 128, 129 vorgesehen, welche Thermoelemente zum Abtasten der Temperatur des Materials innerhalb der Kammern 78,79 aufnehmen.

Die Mischrotoren 18a, 186 gehen durch die Mischkammern, den Aufgabetrichter und das Auslaßgehäuse hindurch und ihre entgegengesetzten Enden erstrecken sich über den Aufgabetrichter und das Auslaßgehäuse hinaus. Die verlängerten Enden sind angrenzend an den Aufgabetrichter 14 in Lagereinheiten 132 gelagert von denen jede durch den Armstern 60 abgestützt wird, sowie angrenzend an das Auslaßgehäuse 76 in ortsfesten ausgerichteten Lagereinheiten 134, 136. Auf dem Ende jedes Mischrotors 18a, 186 ist angrenzend an die Lagereinheit 132 ein Einschraubstück 140 befestigt, das mit einem drehbaren Anschlußstück 142 gekuppelt ist, durch welches die Wärmeübertragungsflüssigkeit (wie durch die Strömungspfeile in F i g. 3 angegeben ist) über ein mittleres Rohr 143 einem mittleren Hohlraum 144 des betreffenden Mischrotors zugeführt und dann zum AnschluBstück zurückgeführt wird. Die entgegengesetzten Enden der Mischrotoren 18a, 18b erstrecken sich über die Lagereinheiten 134, 136 hinaus und jedes derselben ist durch eine Kupplung 148 mit einer Antriebswelle 150a bzw. 1506 des Übersetzungsgetriebes R verbunden.

Beide Mischrotoren 18a 186 sind in F i g. 5 dargestellt und weisen eine ähnliche Konstruktion auf. Sie unterscheiden sich nur dadurch, daß ihre Flügel in entgegengesetzten Richtungen verwunden sind und entsprechende Flügel sich an verschiedenen Enden der beiden Mischrotorabschnitte befinden, um die gewünschte Mischwirkung bei Drehung im Gegensinn zu erzielen. Deshalb wird nur der Mischrotor 18a genau beschrieben, während der Mischrotor 186 nur in dem erforderlichen Ausmaß beschrieben wird, um die gegenüber dem Mischrotor 18a vorhandenen Unterschiede aufzuzeigen.

Der Mischrotor 18a weist einen mittleren, im allgemeinen zylindrischen Hauptteil 152a auf mit einem Zuführungsabschnitt F im Aufgabetrichter 14, einem mittleren Mischabschnitt M in dem Gehäuse 10 und einem Ausstoßabschnitt O im Auslaßgehäuse 76. Schraubenlinienförmige Flügel 154a, 156a erstrecken sich vom mittleren Hauptteil 152a und bilden eine zweiflügelige Schnecke mit gleichmäßigem Steigungswinkel und gleichmäßiger Gewindetiefe längs des Zuiwhrungsabschnittes F des Mischrotors. Mit einem zweiflügeligen Mischrotor wird das zu mischende Material unterteilt und gleichmäßig jedem der beiden diametral gegenüberliegenden Mischflügel am Eingangs-ίο ende des Mischabschnitts jedes Mischrotors zugeführt. Auf dem Mischrotor 186 befinden sich ähnliche schraubenlinienförmige Flügel 1546, 1566, welche aber in der entgegengesetzten Richtung verwunden sind. Beide Zuführungsabschnitte F schieben daher das zu mischende Material aus der Kammer 54 in das Mischergehäuse 10 vor

Jeder schraubenlinienförmige Flügel 154a, 156a endet an einem Mischflügel des Mischabschnitts Aides Rotors 18a. Der Mischabschnitt ist so ausgebildet, daß das Material innerhalb des Gehäuses 10 innig gemischt wird. Die Flügel jedes Mischrotors sind so ausgebildet, daß sie auf das Material in der Mischkammer in axial entgegengesetzten Richtungen einwirken. Die Flügel der beiden Mischrotoren weisen infolge der in entgegengesetzter Richtung verwundenen Teile im wesentlichen keine Förderwirkung auf, erzeugen aber eine Strömung des Materials durch die Mischkammern, weiche hauptsächlich auf eine progressive Abnahme der Viskosität des Materials vom Einlaß- zum Auslaßende der Mischkammern und demnach auf einen geringeren Widerstand gegen die Strömung in dieser Richtung zurückzuführen ist, die sich aus dem progressiv größeren Ausmaß ergibt, in welchem das Material stromabwärts vom Einlaß bearbeitet worden ist Bei der dargestellten bevorzugten Konstruktion sind auf jedem Mischrotor 18a, 186 vier Flügel vorgesehen und an den entgegengesetzten Enden der betreffenden Mischabschnitte in Paaren angeordnet Der Mischrotor 18a weist daher vier Flügel 160a, 161a, 162a, 163a auf, die in Paaren 160a, 161a und 162a, 163a angeordnet sind. Die Flügel jedes Paares stehen daher vom mittleren Hauptteil 152a des Mischrotors in entgegengesetzten Richtungen vor, d.h. sie sind in einer Querebene um 180° versetzt. Das Paar der Flügel 160a, 161a ist am Zuführungsende des Mischabschnitts M des Mischrotors angeordnet und das Paar der Flügel 162a, 163a am Abführungsende.

Auf dem Mischrotor 186 sind die Flügel 1606, 1616, 1626, 1636 angeordnet. Dieselben sind nicht nur in entgegengesetzter Richtung zu den Flügeln 160a— 163a verwunden, sondern die kürzeren Flügel 1626, 1636 liegen angrenzend an den Zuführungsabschnitt F des Mischrotors neben den längeren Flügeln 160a, 161a des Mischrotors 18a

Der Ausstoßabschnitt Odes Mischrotors 18a enthält eine zweiflügelige Schnecke, die durch schraubenlinienförmige Flügel 166a, 167a gebildet wird, welche sich von einem konischen Hauptteil 168a in radialer Richtung erstrecken. Der schraubenlinienförmige Schneckenflü gel 166a schließt an den Mischflügel 162a an der Verbindungsstelle des Mischabschnittes M des Mischrotors an und der schraubenlinienförmige Schneckenflügel 167a schließt an den Mischflügel 163a an. Der Querschnitt des konischen Hauptteils 168a nimmt in axialer Richtung der Materialströmung innerhalb der Kammer 78 des Auslaßgehäuses 76 zu, wodurch das wirksame Volumen der Kammer 78 progressiv verringert wird. Der Schneckendurchmesser des Ausstoßab-

Schnitts O ist etwas kleiner als jener der Mischflügel 160a— 163a, so daß ein beträchtlicher Zwischenraum CL zwischen dem Umfang der Flügel und der inneren Wand der Kammer 78 vorhanden ist. Dieser Zwischenraum ermöglicht ein Zurückströmen des Materials relativ zum vorderen Schneckenabschnitt der schraubenlinienförmigen Flügel 166a, 167a, so daß die Drehung des Mischrotors nicht notwendigerweise eine positive Verschiebung des Materials in der Kammer 78 bewirkt. Der Ausstoßabschnitt O des Rotors endet in einem ι ο Endflansch 169a, der das Ende der Kammer 78 verschließt, und zwar außerhalb der Auslaßöffnung 125 im Auslaßgehäuse 76, welche mit der Strangpresse C in Verbindung steht Die schraubenlinienförmigen Flügel 1666,1676des Mischrotors 186 sind in entgegengesetzter Richtung zu den Flügeln 166a, 167a verwunden und schließen an die längeren Mischflügel 160ύ, 161ύ an, statt an die kürzeren Mischflügel. Sie werden von der an die Kammer 78 angrenzenden Kammer 79 aufgenommen und verdrängen das Material durch die Auslaßöff- nung 125, welche den Kammern 78,79 gemeinsam ist.

Die Strangpresse C besteht aus einem Gehäuse 171 mit einem zylindrischen Materialförderkanal 172, in dem eine Förderschnecke 174 rotiert, aus dem Antrieb G, der mit der Förderschnecke 174 verbunden und regelbar ist, um ihre Drehzahl zu verändern, und aus einer Matrizeneinheit 176 am Abführungsende des Gehäuses. Das Gehäuse 171 erstreckt sich quer zur Mischkammer, wird vom gemeinsamen Unterteil D abgestützt und besteht aus einem Zuführungsabschnitt Jo und einem Auspreßabschnitt, wie F i g. 4 zeigt.

Der Zuführungsabschnitt der Strangpresse wird durch ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 180 gebildet, das vom Unterteil D getragen wird und das einen mittleren zylindrischen Durchlaß 182 aufweist, welcher einen Teil des Materialförderkanals 172 bildet Eine obere Oberfläche 184 des Gehäuses 180 ist eben und mit einer Ausnehmung versehen, welche das Auslaßgehäuse 76 aufnimmt Eine mittlere kreisförmige öffnung 186 in der oberen Oberfläche des Gehäuses 180 ist direkt unterhalb der öffnung 125 im Auslaßgehäuse 76 angeordnet

Die entgegengesetzten Enden des Gehäuses 180 des Zuführungsabschnitts sind mit radialen Flanschen 188, 189 versehen, welche an den oberen Enden Klemmschrauben 190,191 tragen, um das Gehäuse 180 und das Auslaßgehäuse 76 aneinander zu befestigen und die ausgerichteten öffnungen 125, 186 abzudichten. Der Endflansch 189 liegt gegen ein Einschraubstück 194 an, das am Untersetzungsgetriebe H befestigt ist Der andere Flansch 188 liegt gegen den Auspreßabschnitt des Gehäuses 171 an und ist an demselben befestigt Bohrungen 196 erstrecken sich in der Längsrichtung durch das Gehäuse 180, angrenzend an die innere Wand des mittleren zylindrischen Durchlasses 182. Die Bohrungen sind an den entgegengesetzten Enden abgeschlossen und Wärmeübertragungsflüssigkeit wird durch die Bohrungen aus den Einlaßverteilerkammern 198 in die Auslaßverteilerkammern 199 in Umlauf gesetzt, welche zwischen den Endflanschen 188, 189 &> durch einen mittleren radialen Flansch 200 und Deckelplatten 201 gebildet werden. Je eine Öffnung 202 stellt die Verbindung von den Einlaßverteilerkammern 198 zu einem Ende einer Bohrung 196 her und je eine öffnung 203 verbindet die Auslaßverteilerkammern 199 mit dem entgegengesetzten Ende eines gebohrten Durchlasses. Wärmefibertragungsflüssigkeit wird in die Einlaßverteilerkammer 198 eingeführt und aus der Auslaßverteilerkammer 199 durch (nicht dargestellte) Rohrkupplungen und Leitungen abgeführt. Direkt unterhalb der öffnung 186 erstreckt sich durch die untere Wand des Gehäuses 180 eine senkrechte Bohrung 204, welche ein Thermoelement zum Abtasten der Temperatur des aus dem Mischer abgeführten Materials aufnimmt

Der Auspreßabschnitt des Gehäuses 171 besteht aus einem zylindrischen Gehäuseteil 205 mit radialen Flanschen 208, 209 an den entgegengesetzten Enden. Der Flansch 208 ist am Flansch 188 des Gehäuses des Zuführungsabschnitts durch Kopfschrauben 210 befestigt, während der Flansch 209 gegen die Matrizeneinheit 176 anliegt und zur Befestigung derselben dient Der Gehäuseteil 205 weist zwei temperaturgeregelte Zonen auf, welche durch eine Vielzahl von axial verlaufenden, in der Umfangsrichtung im Abstand liegenden, gebohrten Durchlässen 215 innerhalb der an den Flansch 208 angrenzenden Gehäusewand und einer Vielzahl ähnlicher, an den Flansch 209 angrenzender gebohrter Durchlässe 216 gebildet werden. Längs des Gehäuses sind im Auspreßabschnitt in Abständen Bohrungen 240,241,242 für Thermoelemente und/oder Drucksensoren vorgesehen, welche den Zustand des ausgepreßten Materials überwachen. In der Matrizeneinheit 176 sind zwei ähnliche Bohrungen 243 zur Aufnahme von Drucksensoren vorgesehen, welche den Druck des Materials innerhalb der Matrize an zwei parallel zur Breite der Matrize im Abstand liegenden Stellen überwachen.

Die Förderschnecke 174 der Strangpresse weist einen nicht mit Flügeln versehenen Teil 174a auf, welcher sich hinter dem Gehäuse durch das Einschraubstück 194 erstreckt und welcher auf ein angetriebenes Zahnrad des Untersetzungsgetriebes H aufgekeilt ist. Das entgegengesetzte Ende der Förderschnecke endet angrenzend an die Matrizeneinheit 176. Über die ganze Länge der Förderschnecke erstreckt sich eine mittlere Bohrung 245, welche am verlängerten Ende offen und an dem an die Matrizeneinheit 176 angrenzenden Ende durch einen Pfropfen 246 abgeschlossen ist Von dem offenen Ende der Bohrung wird ein Zuführungsrohr 248 aufgenommen, das sich bis zu einer an den Pfropfen 246 angrenzenden Stelle nach innen erstreckt Ein Rückflußrohr 249 erstreckt sich vom offenen Ende der mittleren Bohrung und umgibt das Zuführungsrohr 248, um eine Leitung für das Ausfließen der Wärmeübertragungsflüssigkeit zu bilden, welche durch das Zuführungsrohr 248 der Bohrung 245 zugeführt wird. Die Flüssigkeit wird durch ein drehbares Anschlußstück 250 (Fig. 1) zugeführt und abgeführt, das mit dem äußeren Ende der Rohre 248,249 verbunden ist

Ein kontinuierlich verlaufender schraubenlinienförmiger Flügel 252 erstreckt sich vom mittleren Hauptteil 254 der Förderschnecke 174 von einem radialen Flansch 256, der unmittelbar hinter der Einlaßöffnung 186 liegt, bis zu dem an die Matrizeneinheit 176 angrenzenden Ende der Förderschnecke. Der Flügel 252 weist vorzugsweise fiber seine ganze Länge eine gleichmäßige Steigung auf, kann aber auch eine andere übliche oder abgeänderte Ausbildung aufweisen. Der mittlere Hauptteil 254 weist im Auspreßabschnitt des Gehäuses 171 einen gleichmäßigen Querschnitt auf und ist im Zuführungsabschnitt abgeschrägt um den Querschnitt vom Flansch 256 gegen den Anpreßabschnitt hin allmählich zu vergrößern, so daß für das von der Öffnung 186 zum Auspreßabschnitt des Gehäuses 171 vorrückende Material ein allmählich abnehmendes

9 10

Volumen verfügbar ist Zusätzlich zum Flansch 256 ist Die Förderschnecke 174 paßt dicht in den Durchlaß

das hintere Ende des Materialförderkanals 172 durch 182 und übt eine sehr wirksame Regelung der Strömung einen aufgeschraubten Bund 258 und eine Dichtung 259 des Materials durch denselben aus. Andererseits

abgeschlossen. verhindert der verhältnismäßig t'roße Zwischenraum

Im Betrieb wird das zu mischende Material durch den 5 CL zwischen den schraubenlinienförmigen Flügeln 166, von dem Durchgang 64 gebildeten Einlaß 12 in den 167 der Mischrotoren und den umgebenden Kammer-Aufgabetrichter 14 eingeführt Das Material wird von wänden, daß der AusstoBabschnitt O der Mischrotoren den Zuführungsabschnitten F der beiden, im Gegensinn eine positive Verschiebung des Materials in den umlaufenden Rotoren 18a, 186 aufgenommen, welche Kammern 78, 79 erzeugt. Der Widerstand der durch den Mischerantrieb Emit einer entsprechenden io Förderschnecke 174 gegen das Ausfließen des Materials Drehzahl angetrieben werden. Unter den richtigen wird infolgedessen zurück in die Mischkammern 10a, Betriebsbedingungen schieben die Zuführungsabschnit- 106 übertragen und beeinflußt den Druck, der in te F das Material in die Mischabschnitte M der denselben durch die Rotorwirkung und die Einführung Mischrotoren vor, die innerhalb der Mischkammern 10a, des zu mischenden Materials erzeugt wird. Die Steigung 10£> in leerem Zustand Hegen. Wenn das Material den 15 der Flügel 252 der Förderschnecke 174 ist genügend Mischkammern kontinuierlich zugeführt wird, bearbei- klein, um zu verhindern, daß bei stillstehender ten die Flügel des Mischabschnitts M jedes Mischrotors Förderschnecke Material in nennenswerter Menge an das Material innerhalb der Mischkammer in einer im der Förderschnecke 174 entlangfließt. Daher sind der allgemeinen hin- und hergehenden Richturg, infolge der Rückdruck auf die Mischkammern und die Abführungsentgegengesetzt verwundenen Flügel jedes Rotors. 20 geschwindigkeit genau geregelt durch die Drehzahl der Außerdem breiten die Flügel das Material auf die Förderschnecke 174, die in Abhängigkeit von der Art Innenflächen der Mischkammern aus und scheren es des bearbeiteten Materials gewählt wird. Zu diesem zwischen den Flügeln und der Kammerwand ab. Die in Zweck wird die Förderschnecke von einem Regelmotor der Umfangsrichtung versetzten inneren Enden der Gangetrieben.

Flügel jedes Mischrotors ermöglichen infolge der 25 Die Drehung der Förderschnecke 174 schiebt das

axialen Überdeckung eine begrenzte Strömung des Material aus ihrem Zuführungsabschnitt vor, dessen

Materials durch die Zwischenräume zwischen den Volumen progressiv abnimmt, wenn es gegen die

inneren Enden, so daß sich das Material zum Teil in Matrize 176 vorrückt. Das Material wird in den

einer gewundenen Mischbahn bewegt, wenn dasselbe Auspreßabschnitt vorgeschoben, an welchem es durch

von den Flügeln bearbeitet wird. Dies ergibt eine 30 die Matrize 176 der Strangpresse gedrückt wird.

Durchmischung des Materials auf entgegengesetzten Die Temperatur des gemischten Materials zeigt die Seiten der Flügel. absorbierte Energie und demgemäß die Intensität des Die Viskosität des in dem Mischkammerkomplex Mischens an. Die Mischintensität ist eine Funktion der

gemischten Materials nimmt progressiv ab. Wenn das Rotordrehzahl und des auf das Material in der

Material bei seiner Bewegung innerhalb der Mischkam- 35 Mischkammer ausgeübten Druckes. Die Temperatur

mern durch stärker viskoses Material behindert wird, des abgeführten Materials oder der Druck innerhalb der

das durch den Aufgabetrichter und die Zuführungsab- Mischkammern können durch entsprechende Thermo-

schnitte eingeführt und durch die an den Mischkammer- elemente oder Drucksensoren gemessen werden, die

einlaß angrenzenden Mischflügel vorwärts bewegt wird, z. B. in den Bohrungen 128,129 des Auslaßgehäuses 76

strömt das Material entgegen der Wirkung der an das 4° angeordnet sind, um eine Anzeige der Mischintensität

Abführungsende angrenzenden Mischflügel und bewegt ^zu liefern. Die gemessene Temperatur des Materials,

sich aus dem Gehäuse 10 in die Kammern 78, 79 des welche eine Anzeige der Mischintensität ist, kann daher

Auslaßgehäuses 76. Die Geschwindigkeit des Material- verwendet werden, um anzuzeigen, ob ein gleichmäßi-

durchsatzes ist durch die Geschwindigkeit der Material- ges und angemessenes Mischen erfolgt Veränderungen

einführung in die Mischvorrichtung begrenzt Die an 45 der Mischintensität, der das gemischte und abgeführte

dem Material in den Mischkammern durch die Material unterworfen ist, können durch Einstellung des

Mischrotoren geleistete Arbeit, sowie die von dem Drucks innerhalb der Mischkammern durch Regelung Material absorbierte Energie und die Erhöhung der der Drehzahl der Förderschnecke 174 vorgenommen Temperatur des Materials sind zum Teil von dem Druck werden, was auch eine entsprechende Veränderung der

abhängig, dem das Material innerhalb den Mischkam- ₅₀ Temperatur des abgeführten Materials ergibt Ein

mern unterworfen wird. Dieser ist seinerseits von der erhöhter Druck bewirkt daher eine größere Mischinten-

Geschwindigkeit abhängig, mit welcher das Material in sität und höhere Abführungstemperaturen. Solche

die Mischkammern eingeführt wird, sowie von dem am Veränderungen können von einer Bedienungsperson

Auslaß der Mischkammern erzeugten Widerstand oder manuell ausgeführt werden, nachdem die Temperatur Rückdruck. ₅₅ des abgeführten Materials oder der Druck in den

Das durch die Mischkammern in die Kammern 78,79 Mischkammern beobachtet wurde. Die Veränderungen vorgeschobene Material wird durch die schraubenli- können aber auch automatisch durch eine übliche nienförmigen Flügel 166,167 der Ausstoßabschnitte O Regelung für den Antriebsmotor der Förderschnecke der Mischrotoren gegen die Enden der Kammern 78,79 erfolgen, welche durch Temperatur- oder Drucksensobewegt, weiche durch die Rotorendflansche 169 eo ren betätigt wird, während die Rotordrehzahl gewöhnblockiert sind. Das Material wird in der Querrichtung lieh so eingestellt wird, daß eine gewünschte Mischindurch die Auslaßöffnungen 125 in den Durchlaß 182 tensität erzeugt wird, können Einstellungen der abgeführt, in welchem sich die Förderschnecke 174 Mischintensität auch durch Veränderungen des Drucks dreht Eine abwärts gerichtete Kraftkomponente wird in der Mischkammer erfolgen, indem die Abfühningsgeauf das aus den Kammern 78, 79 in den Durchlaß 182 65 schwindigkeit entweder in Abhängigkeit von den strömende Material ausgeübt, infolge der abgeschräg- Temperatuinnessungen des abgeführten Materials oder ten Hauptteile 168 der Aasstoßabschnitte O der von Druckmessungen innerhalb der Mischkammer Mischrotoren. geregelt wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Kontinuierlich arbeitende Mischvorrichtung für plastische Massen mit hohem Scherwiderstand mit einem aus zwei miteinander in Verbindung stehenden, im wesentlichen zylindrischen, achsparallelen Mischkammern gebildeten Gehäuse, das im Bereich seiner Enden eine Materialeinlaßöffnung bzw. eine zum Mischkammergehäuse radial ausgerichtete Auslaßöffnung aufweist und in dem zwei achsparallele, beidseitig gelagerte, zweiflügelige Mischrotoren angeordnet sind, und mit einer Einrichtung zum Steuern der durch die Auslaßöffnung angegebenen Materialmenge, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuereinrichtung in an sich bekannter Weise ein mit der Auslaßöffnung (125) des Mischergehäuses verbundener und zu diesem quer verlaufender Materialförderkanal (172) vorgesehen ist, in dem eine Förderschnecke (174) mit einstellbarer Drehzahl antreibbar ist, und daß der Materialförderkanal (172) in einer zur Ebene der Mischrotoren (18a, üb) parallel versetzten Ebene liegt.

2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand des Materialförderkanals (172) im Bereich der Auslaßöffnung (125) des Mischergehäuses (10) Bohrungen (196) für ein Temperiermedium ausgebildet sind.