DE2260565B2 - Verfahren und Einrichtung zum Mischen von Kunststoff oder Kautschuk in einem Zwei-Walzen-Mischwalzwerk - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Mischen von Kunststoff oder Kautschuk auf einem Zwei-Walzen-Mischwalzwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die bisherige Arbeitsweise von Mischwalzwerken ist sowohl bei chargenweiser Aufgabe von Frischmaterial als auch bei kontinuierlichem Materialdurchiauf (z. B. Vorplastifizieraggregat — Mischwalzwerk — Kalan- s$ der) in verfahrenstechnischer Hinsicht sehr unbefriedigend.

Einerseits ist im Mischwalzwerk ein bestimmter Materialvorrat im Walzenspalt zur Erzielung einer Pufferwirkung bzw. zum Ausgleich von Mengenschwankungen vom Vorplastifizieraggregat und von kurzfristigen Störungen nötig. Andererseits nimmt dieser Knet größtenteils nicht von selbst am Materialumlauf am Mischwalzwerk teil, sondern wird vom Walzfell je nach Viskosität des Materials und dessen Haftung an den Walzen mehr oder weniger stark unterlaufen.

Da die Bearbeitung des Materials nur bei Durchlauf durch den Walzenspalt erfolgt (Druck- und Scherkräfte), wird auf diese Weise das Material im Knet ungleichmäßig bearbeitet. Das die Walze verlassende Fell ist somit inhomogen und besteht aus mehr oder weniger durchgearbeiteten Materialpartien. Bei kontinuierlichem Materialdurchlauf auf dem Mischwalzwerk von einer Seite zur anderen kann das Material im Knet außerdem infolge der langen Verweilzeit bei hoher Temperatur thermisch geschädigt werden (Zersetzung, Vernetzung, Vulkanisation).

Bei manueller Arbeitsweise wird das Material im Knet erst wieder in den Malerialumlauf durch den Spalt gebracht, wenn man das Fell ein- oder abschneidet und zu einer Rolle wickelt. Dieses Material wird dann zunächst nicht mehr zum Spalt gefördert. An seiner Stelle kann nun Material aus dem Knet in den Spalt eingezogen werden.

Das aufgerollte Fell gibt man dann anschließend wieder in den Spalt. Die relativ starke Rolle wird dabei nicht gleichmäßig über die ganze Breite eingezogen, und es dauert eine gewisse Zeit, ehe wieder ein gleichmäßiger Maierialfluß und eine gleichmäßige Fellbildung auf der ganzen Breite des Mischwalzwerks vorhanden ist

Es hat nun zwar ein einmaliger Matenalaustausch zwischen Fell uno Knet stattgefunden. Anschließend liegt aber wieder eine bestimmte Materialmenge im Knet, die nicht am Materialaustausch auf der Walze teilnimmt. Um einen erneuien Materialaustausch zwischen Fell und Knet zu erhallen, muß wiederum das Fell manuell abgeschnitten und aufgerollt werden.

In eier DT-OS 14 54 779 wird ein Walzwerk beschrieben, welches die Aufgabe hat, durch Führen des Mischguts über eine achsparallele, drehbare Rolle zurück in den Einlaufspalt des Walzwerks eine erhöhte Kapazität zu schaffen. Die kontinuierliche Fortbewegung des M^:s hguts erfolgt längs der Walzen durch Schrägstellung der drehbaren Rolle zu der ihr zugeordneten Walze. Durch diese Maßnahme soll erreicht werden, daß das Fell kontinuierlich von der linken Seite des Walzwerks zur rechten wandert. Die hier gezeigte Walze ist festgelagert bzw. geneigt gelagert und nicht höhenbeweglich zum Walzwerk selbst angeordnet. Der kontinuierliche Materialdurchlauf erfolgt durch die Steuerung der Ausstoßgeschwindigkeit des Extruders. Die Rolle dient also hier nicht zur Aufrechterhaltung der Kontinuität des Materialdurchlaufs auf dem Walzwerk und auch nicht als Materialspeicher für die Steuerung der Knethöhe im Walzenspalt selbst.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren aufzuzeigen, das es ermöglicht, die Materialmenge in einem Walzenspalt, unabhängig von der Matcrialzuführgeschwindigkeit einer vorgeschalteten Einrichtung, zu steuern und einen konstant großen Materialwulst zu gewährleisten, unter gleichzeitiger guter Durchmischung des Materials auf dem Walzwerk.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst. daß man das von der felltragenden Walze abgelöste Fell oder den Teil des Fells mit geregelter Geschwindigkeit in den Walzenspalt zurückführt.

Auf diese Weise erfolgt ein kontinuierlicher Materialaustausch zwischen Knet und Fell und eine gleichmäßige Bearbeitung des gesamten Materials im Spalt, ohne Abhängigkeit vom Bedienungspersonal und ohne Materialanhäufung in großen Rollen, wie bei der oben beschriebenen manuellen Bedienung, wobei gemäß der Erfindung wesentlich ist, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine kontinuierliche und von dem Eingriff des Bedienungspersonals unabhängige Arbeitsweise zuläßt.

Die erfindungsgemäße Methode kann selbstverständlich sowohl für diskontinuierliche als auch kontinuierliche Beschickung und Entnahme am Walzwerk angewandt werden.

Eine bevorzugte Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht aus einem Zwei-Walzen-Mischwalzwerk, einer mit Abstand von diesem angeordneten zusätzlichen dritten Walze und

einer die Höhe der Materialvorlage im Walzenspalt abtastenden, an eii.jn Regelkreis angeschlossenen Abtastvorrichtung und ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Wahe über den Walzen des Walzwerks angeordnet und ihr Abstand zum Walzenspalt über an ihren Achsen angreifende Drehspindeln, die über Verstellgetriebe mit in den Regelkreis eingeschlossenen Verstellmotoren betätigbar sind, stufenlos verstellbar ist. Die dritte Walze ist vorteilhafterweise ebenfalls stufenlos antreibbar. Durch eine auf Ultraschall- oder Infrarotbasis arbeitende Abtasteinrichtung wird die Höhe des Knets im Walzenspalt abgetastet und die so gewonnenen Impulse werden an ein Regelgerät weitergegeben. Das Regelgerät selbst wirkt •luf in den Regelkreis eingeschlossene Verstellmotoren ein, die wiederum tür die Höhenverstellbarkeit der Walze verantwortlich sind.

Vergrößert man den Abstand zwischen der Umlenkwalze und der das Fell tragenden Walze des Mischwalzwerks, so steigt die in der Fellschleife vorhandene Materialmenge, und dem Spalt wird durch das zurücklaufende Fell weniger Material zugeführt. Diese Menge wird nun aus dem Knet nachgeliefert, der dann kleiner wird.

Durch nachfolgendes Verringern des Abstands zwisehen Umlenkwalze und das Fell tragender Walze läuft aus der Fellschleife wieder mehr Material in den Spalt zurück und die dort liegende Knetmenge nimmt wieder zu.

Die Erfindung wird nachstehend durch ein Ausiührungsbeispiel einer für einen kontinuierlichen Materialdurchlauf vorgesehenen Einrichtung an Hand der Zeichnungen erläutert.

In den Zeichnungen zeigt in rein schematischcr Weise

F i g. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Walzwerks,

F i g. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung an einem Walzwerk in detaillierter Form,

F i g. 3 eine Ansicht auf die Einrichtung in Richtung des Pfeils A in F i g. 2 und

F i g. 4 eine Draufsicht auf die Einrichtung in F i g. 3.

Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 ein aus zwei Walzen 1, 2 bestehendes Mischwalzwerk, von welchen die Walze 1 eine höhere Drehzahl besitzt als die Walze 2. Zwisehen diesen beiden Walzen 1, 2 liegt der Knet 3. der bei kontinuierlicher Arbeitsweise durch Aufgabe des Materials auf der einen Seite mit einem Transportband 10 (F i g. 3) entsteht und in Längsrichtung der Walzen nach der anderen Seite zum Transportband 7 abwandert. Dabei bildet sich auf der schneller drehenden Walze 1 ein Fell 4, von dem an der Stelle 5 durch eine Schneidvorrichtung ein Materialstreifen 6 abgeschnitten und von einem Transportband 7 einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kalander zur Verarbeitung zugeführt wird.

Dem Mischwalzwerk ist ein Speicher zugeordnet, der gemäß den F i g. 1,2,3 und 4 als antreibbare Walze 8 ausgebildet ist. Die Entfernung bzw. Höhe der Walze 8 gegenüber dem Knet 3 ist stufenlos veränderbar. Die Veränderung der Höhe zwischen der Walze 8 und dem Knet 3 richtet sich nach der Knetmenge im Walzenspalt. Nach Fig.2 ist beispielsweise ein Ultraschalloder Infrarot-Gerät 9 vorgesehen, welches die Höhe des Knets 3 abtastet. Überschreitet der Knet 3 eine vorher festgelegte Höhe bzw. Tiefe, so wird durch das Ultraschall-Gerät 9 ein Impuls über einen Regler an einen nicht gezeigten Motor gegeben, der wiederum über ein nicht gezeigtes Getriebe auf entsprechende Drehspindeln einwirkt. Die Drehspindeln greifen an die Achsen der Walze 8 und verstellen die Walze 8 in ihrer Höhe entsprechend dem vom Ukraschall-Gerät 9 gegebenen Impuls.

Der Walze 8 ist zweckmäßig ein Abstreifer 11 (Fig.2) zugeordnet, welcher den über sie geführten Teil 4a des Fells 4 ablöst. Vorteilhafterweise ist die Walze 8 mit einem nichtklebenden oder nichthaftenden Material beschichtet bzw. überzogen.

Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:

Das Material wird auf der einen Seite in den Spalt zwischen den Walzen 1, 2 aufgegeben und wandert unter Bildung des Knets 3 nach der entgegengesetzten Richtung zum gegenüberliegenden Ende der Walzen, wo es von einer nicht weiter dargestellten Schneideinrichtung an der Stelle 5 geschnitten und als Materialstreifen 6 durch eine Transporteinrichtung 7 einem nicht dargestellten Kalander zugeführt wird.

Der Teil 4a des Fells 4 wird nun über Schneideinrichtungen 12 von der Walze 1 gelöst und über die Walze 8 gehängt, die die Aufgabe eines Speichers hat.

Die Einführung des Fellteils 4a in den Spalt zwischen den Walzen 1, 2 geschieht hiernach nicht direkt, sondern indirekt über die als Speicher wirkende Walze 8. Das Ultraschall- oder Infrarotgerät 9 tastet die Höhe des Knots ab. Das Gerät ist mit einem Minimal- und einem Maximalkontakt ausgerüstet, die entsprechend den jeweiligen Produktionsbedingungen auf eine bestimmte minimale und maximale Kncihöhe eingestellt werden.

Nimmt also die Größe des Knets 3 in dem Walzenspalt der Walzen 1. 2 zu, dann wird am Gerät 9 der Maximalkontakt erreicht und durch die erwähnten, in der Zeichnung nicht dargestellten Verstellgeratc auf die Walze 8 so eingewirkt, daß die Entfernung zwischen dieser und dem Walzenspalt zunimmt. Die Folge davon ist, daß je Zeiteinheit weniger Material in den Spalt eingeführt wird, da der Fellteil 4a des Fells 4 bei größerer Entfernung auch einen größeren Weg bis zum Spalt zurücklegen muß.

Da also dem Walzenspalt pro Zeiteinheit aus dem Fell weniger Material zugeführt wird, kann er dafür Material des Knets selbst bearbeiten, womit dieses Material auch am Umlauf auf dem Mischwalzwerk teilnimmt. Der Knet im Spalt wird dabei kontinuierlich kleiner bis am Gerät 9 der Minimalkontakt erreicht wird. Dann erfolgt eine Umschaltung der Bewegungsrichtung der Umlenkwalze 8, die sich nun wieder kontinuierlich der fellbildenden Walze 1 des Mischwalzwerks nähert. Die Folge davon ist. daß in der Zeiteinheit wieder mehr Materia! aus dem Fell dem Walzenspalt zugeführt wird.

Man hat es auf diese Weise in der Hand, auf kontinuierlichem Wege dafür zu sorgen, daß ein ständiger, kontinuierlicher Materia'austausch zwischen Knet und Fell erfolgt und das gesamte, auf der einen Seite der Mischwalze abgenommene Material während des Durchlaufs auf dem Mischwalzwerk mit Sicherheit gleichmäßig im Walzenspalt bearbeitet wird. Wesentlich ist auch, daß man bei diesem Verfahren bzw. dieser Einrichtung auf das Eingreifen von Bedienungspersonal vollständig verzichten kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Mischen von Kunststoff oder Kautschuk in einem Zwei-Walzen-Mischwalzwerk, bei dem das Material dem Walzenspalt geregelt in einer von der Höhe der Materialvorlage im Walzenspalt abhängigen Menge pro Zeiteinheit zugeführt und als Fell abgezogen wird und bei dem vor dem Abziehen des Fells das gesamte oder ein Teil des Fells von der felltragenden Walze abgelöst und nach Durchlaufen einer Förderstrecke in den Walzenspalt zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das von der felltragenden Walze abgelöste Fell oder den Teil des Fells mit geregelter Geschwindigkeit in den Walzenspalt zurückführt.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Zwei-Walzen-Mischwalzwerk, einer mit Abstand von diesem angeordneten zusätzlichen dritten Walze und einer die Höhe der Materialvorlage im Walzenspalt abtastenden, an einen Regelkreis angeschlossenen Abtastvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Walze (8) über den Walzen (1, 2) des Walzwerks angeordnet und ihr Abstand zum Walzenspalt über an ihren Achsen angreifende Drehspindeln, die über Verstellgetriebe mit in den Regelkreis eingeschlossenen Verstellmotoren betätigbar sind, stufenlos verstellbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Walze (8) stufenlos antreibbar ist.