DE2330137A1

DE2330137A1 - Mischextruder

Info

Publication number: DE2330137A1
Application number: DE2330137A
Authority: DE
Inventors: George Edward Carle
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1972-06-15
Filing date: 1973-06-13
Publication date: 1974-01-03
Also published as: FR2189200B1; FR2189200A1; GB1435379A; CA1016315A; BR7304492D0; JPS4962560A; US3881708A; IT989121B

Description

Patentanwalt

I Manchen 22. Bsrrnslr. 15, Tel. 292553
PtsUnschrift München 26, ftstfacb 4

München, den 13. Juni 1973

Mein Zeichen: P 1700
Anmelder : USM Corporation

Flemington/New Jersey - USA

Zustelladresse: 140 Federal Street

Boston/Mass. 02107

USA

Mischextruder

Die Erfindung betrifft einen Extruder zum Mischen und Bearbeiten von Verbindungen wie Gummi, Kunststoffen und dergleichen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Extruder, der zur Verwendung in einer Bearbeitungskette geeignet ist, die eine Mischmaschine wie einen chargenweise arbeitenden Intensivmischer unter Anwendung von Scherkräften, z.B. einen BANBURY-Mischer enthält. In einer solchen Bearbeitungskette wird der Ausstoß des Intensiv misehers einer weiteren Bearbeitungsmaschine, z.B. einem Kalander oder einer Tablettiermaschine zugeführt, so daß die Gummi- oder Kunststoffmaterialien oder dergleichen weiter bearbeitet werden können. Einrichtungen dieser Art sind aus den US-PS 3 359 597 und 3 618 162 bekannt. Übliche Vorrichtungen, um den Ausstoß eines chargenweise arbeitenden Intensivmischers der weiteren Bear-

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beitungsmaschine zuzuführen, weisen verschiedene Extruder auf, die im wesentlichen als Transportmechanismus wirken, um den Ausstoß des Mischers zu der nachfolgenden Bearbeitungsvorrichtung, z.B. zu dem Walzenspalt der Kalandrierwalzen eines Kalanders zu transportieren. Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 26 147 bekannt.

Da die chargenweise arbeitenden Intensivmischer die zu bearbeitenden Materialien intermittierend ausstoßen, treten häufig Unterbrechungen in der Beschickung der nachfolgenden Bearbeitungsmaschine auf. In der Gummi- und Kunststoff-Industrie besteht seit langem die Notwendigkeit nach einer kontinuierlichen Bearbeitungskette zur Produktion von Gummi- und Kunststoffverbindungen.

Hierzu ist der kontinuierliche Mischer, der in der US-PS 3 154 808 beschrieben ist, mit einer kontinuierlichen Intensivmischmaschine, die unter Anwendung von Scherkräften arbeitet, versehen, um in Gummi- und Kunststoffbearbeitungsketten eine Kontinuität zu schaffen.

Obwohl kontinuierliche Intensivmischer bestimmte Notwendigkeiten der Bearbeitungsindustrie erfüllen, kann die Notwendigkeit der Kontinuität in der Bearbeitungskette nicht immer den wirtschaftlichen Aufwand des Ersatzes der sonst weitgehend erfolgreichen und zuverlässigen, chargenweise arbeitenden Intensivmischer rechtfertigen, die bei Bearbeitungsanlagen allgemein zu finden sind.

Intensivmischer sind große, schwere und teuere Maschinen, die allgemein eine lange Standzeit haben. Die chargenweise arbeitenden Intensivmischer wie der BANBURY-Mischer sind seit über 60 Jahren in der Industrie weit verbreitet

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und tausende werden derzeit überall in der Welt betrieben, Es ist daher nicht möglich, auf die derzeit brauchbaren Chargenmischer zugunsten von Mischern zu verzichten, die nur den Vorteil der kontinuierlichen Bearbeitung haben.

Außerdem hat man bei der Mischerkonstruktion und beim Mischerbetrieb versucht, die Ausstoßraten der Mischmaschinen (bei chargenweise und bei kontinuierlich arbeitenden) zu erhöhen, um eine wirksam arbeitende Gummi- oder Kunststoffbearbeitungskette sicherzustellen. Dies kann durch Abgabe der Menge des gemischten Materials mit einer geringeren Mischqualität an einen Mischextruder erreicht werden, als am Ende erwünscht ist. Der Mischextruder kann das Mischqualitätsniveau auf den gewünschten Wert heben, wenn das Material zur nächsten Bearbeitungsstufe transportiert wird. Es sind eine Reihe von Transportextrudern derzeit auf dem Markt, die versuchen, den Ausstoß solcher Intensivmischer zu bearbeiten. Diese vorhandenen Extruder richten sich allgemein auf die Veredelung eines bestimmten Materials und sind nicht leicht für eine Änderung des gemischten Materials in der Bearbeitungskette geeignet. Die verschiedenen Erfordernisse der derzeitigen Industrie verlangen eine Anpassungsfähigkeit der Maschinen, um diese Forderungen zu erfüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischextruder zur Bearbeitung von Materialien wie Gummi, Kunststoff und dergleichen zu schaffen, der zusätzlich zu der normalen Funktion des Extrusion des bearbeite·*· ten Materials eine zusätzliche Mischung und Mischung/ Verbindung und eine kontinuierliche Bearbeitung bewirkt, wenn er von einer intermittierenden Mischerquelle beschickt wird.

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Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Mischextruder zur
Bearbeitung von Gummi, Kunststoff und dergleichen, bestehend aus einem Körper mit einer Bohrung, die sich in Längsrichtung durch diesen erstreckt, einer Beschickungsöffnung für die Zuführung von zu mischendem und zu extrudierendem Material, die in dem Körper an dem einen Ende der Bohrung angeordnet ist, einer Abgabeöffnung an dem gegenüberliegenden Ende des Körpers, einem Rotor in der Bohrung, der ein erstes Schneckengewinde aufweist, dessen benachbarte Windungen einen spiralförmigen Kanal zur
Förderung des Materials bilden, und einer Einrichtung
zur Drehung des Rotors gemäß der Erfindung dadurch,
daß der Rotor und der Körper eine Beschxckungszone nahe der Beschickungsöffnung und eine Mischzone zwischen der Beschickungszone und der Abgabeöffnung bilden, daß der
Rotor in der Mischzone ein zweites Schneckengewinde zum Mischen hat, das in dem Kanal zwischen den Windungen
des ersten Gewindes angeordnet ist, und daß eine Scherzone an dem Rotor zwischen der Mischzone und der Abgabeöffnung angeordnet ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine Seitenansicht eines teilweise geschnittenen Mischextruders gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils des
Extruders der Fig. 1, und

Figur 3 einen Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform des Extruders der Fig. 1.

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— ζ —

Fig. 1 zeigt den Mischextruder 10 gemäß der Erfindung. Der Extruder 10 besteht aus einem Körper 12, in dem sich eine Bohrung 14 in Längsrichtung erstreckt. In der Bohrung 14 ist ein Rotor 16 mit einem ersten Schneckengewinde 18 drehbar angeordnet. Das Gewinde 18 bildet einen ersten Kanal 19 an dem Rotor 16, um zu mischendes Material durch den Körper 12 zu fördern. Der Rotor 16 kann von einer geeigneten Motor- und Getriebeeinrichtung 20 angetrieben werden, die in einem Gehäuse am Ende des Extruders 10 gezeigt ist. Eine solche Einrichtung 20 ist bekannt. Ein Einfülltrichter 22 ist an dem Körper 12 angeordnet und steht mit der Bohrung 14 über eine Beschickungsöffnung 24 in Verbindung. In den Einfülltrichter 22 eingegebenes Material wird von dem Rotor und dem Schneckengewinde 18 in Längsrichtung durch die Bohrung 14 in dem Kanal 19 zu einem Spritzkopf 26 gefördert, der eine Austrittsöffnung 28 begrenzt, die das Material an eine Aufnahmevorrichtung 30 einer Bearbeitungskette abgibt.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Fig. 1 ist die Aufnahmevorrichtung ein Kalander mit zwei zusammenwirkenden Walzen 32, die in einem Rahmen 34 drehbar gelagert sind. Das aus der Auslaßöffnung 28 austretende Material wird an dem Walzenspalt 36 der Walzen 32 zur weiteren Bearbeitung, z.B. zur Folienherstellung abgegeben.

Der Mischextruder 10 kann detaillierter unter Bezugnahme auf einzelne Abschnitte des Körpers 12 des Rotors 16 beschrieben werden, die eine Beschickungszone 40, eine Verdichtungszone 45, eine Mischzone 50 und bei der dargestellten Ausführungsform eine Abgabezone 60 aufweisen.

Die Beschickungszone 40 umfaßt den Abschnitt des Körpers und des Rotors der sich von dem am weitesten hinten gelegenen Teil des Einfülltrichters 22 und der Beschickungs-

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öffnung 24 zu einer Stelle in der Bohrung 14 erstreckt, die wesentlich vor dem Einfülltrichter 22 liegt. Das
erste Gewinde 18 des Rotors 16 erstreckt sich an dem
Rotor durch die Beschickungszone 40 des Körpers 12. Die allgemeine Funktion des Rotors und des Gewindes besteht darin, Teile des Kunststoffmaterials (wie z.B. Gummimasse) abzuschneiden, das in dem Einfülltrichter 22
angeordnet ist und durch die öffnung 24 in diesen Bereich vorsteht. Das Material wird in dem Kanal 19 erfaßt und in dem geschlossenen Abschnitt 42 der Beschickungszone 40 nach vorne transportiert.

Bei der dargestellten Ausführungsform des Mischextruders zur Bearbeitung einer heißen, teilweise gemischten Materialcharge, die von einem Intensivchargenmischer kommt, um dem Kalander zugeführt zu werden, erstreckt sich die Beschickungsöffnung 24 in Längsrichtung etwa 12O cm längs der Beschickungszone 40. Der Durchmesser der Bohrung 14 des Körpers 12 beträgt etwa 60 cm und die Beschickungszone 40 des dargestellten Mischextruders 10 erstreckt sich etwa 180 cm in Längsrichtung von dem am weitesten hinten gelegenen Abschnitt des Trichters 22 zu dem vordersten
Bereich der Beschickungszone.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Innenwand 43 der Bohrung 14 in der Beschickungszone 40 glatt. Wie Fig. 3 zeigt, kann die Wand 43' der Beschickungszone 40 mit Nuten versehen sein, die entsprechend den Erfordernissen der verschiedenen Materialien sich entweder in
Längsrichtung oder spiralförmig erstrecken können. Unter bestimmten Arbeitsbedingungen unterstützen solche genuteten Anordnungen den Vortrieb bzw. den Fluß des Materials axial längs des Rotors 16 in dem Kanal 19 durch den Körper 12.

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Die Funktion des geschlossenen Abschnitts 42 der Beschickungszone 40 ist es, den erforderlichen Druck auf das zu mischende Material zu erzeugen, so daß es durch die aufeinanderfolgenden Zonen wie die Mischzone 50 gefördert wird. Das erste Gewinde 18 an dem Rotor 16, das sich durch die gesamte Beschickungszone 40 erstreckt, ist daher in der Lage, das von der Materialmasse in dem Trichter abgeschnittene Material zu pumpen. Das Gewinde 18 liegt dicht an der Wand 43 an und drückt bei Drehung des Rotors 16 das Material in dem Kanal 19 axial längs der Beschickungszone 40 in die Mischzone 50.

Eine wirksame, intensive Mischung hängt davon ab, ob der Kanal 19 in der Mischzone 50 mit Material gefüllt ist, so daß das Material in diesem Abschnitt notwendigerweise der Wirkung der Mischgewindegänge des Rotors unterliegt. Oft hat jedoch die Beschickung des Gewindes 18 in der Beschickungszone 40 einen völlig unzureichenden Wirkungsgrad, so daß der Kanal 19 in dem geschlossenen Abschnitt 42 nicht völlig gefüllt wird. Die Beschickung mit Gummimasse oder einer schweren Kunststoffmasse hat typischerweise darin einen geringen Wirkungsgrad, daß das Gewinde 18 tatsächlich Teile der Masse abschneidet und das Material in den geschlossenen Abschnitt 42 drückt. Hierzu ist die Verdichtungszone 45 zwischen der Beschickungszone 40 und der Mischzone 50 vorgesehen. Sie dient dazu, Material von der Beschickungszone 40 aufzunehmen, es zu verdichten und das Rotorgewinde in der Mischzone 50 zu füllen.

Die Verdichtung des Materials wird durch eine Verringerung des Volumens des Kanals 19 vor dem Gewinde 18 erreicht, das das Material fördert. Bei der dargestellten Ausführungsform hat die Bohrung 14 in der Beschickungszone 40 einen größeren Durchmesser als die Mischzone 50. Zwischen diesen ist die Verdichtungszone 45 angeordnet. In der Ver-

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dichtungszone 45 konvergieren die Wände 43, um einen sich verjüngenden Abschnitt 46 zu bilden. Da der Durchmesser der Bohrung 40 und die radialen Vorsprünge des Gewindes 18 sich verringern, vermindert sich das Volumen des Kanals 19 in Richtung des vorrückenden Materials. Da das in dem Kanal 19 für das Material verfügbare Volumen abnimmit, wird das vorrückende Material zu einem geringeren Volumen verdichtet, um den Kanal 19 zu füllen. Es ist zu beachten, daß die Art des Materials und das Verhältnis der Bohrungen der Zonen 40 bis 50 einen Einfluß auf den Grad der in der Zone 45 erreichten Verdichtung haben.

Die dargestellte Ausfuhrungsform der Verdichtungszone 45 ist nur ein Beispiel, das einen wirksamen Mischextruder für gummiähnliche Massen und schwere Kunststoffmaterialien schafft. Der abgestufte Durchmesser der Bohrung 14 ist nicht wesentlich, da der Mischextruder auch ebenso gut mit einer geraden Bohrung bzw, einer mit einem konstanten Durchmesser und einer Änderung des Steigung des Gewindes 18 zur Reduzierung des Volumens im Kanal 19 arbeiten kann. Die Wahl der Konstruktion beruht auf den Form- und Bearbeitungseigenschaften des dem Extruder zugeführten Materials. Mit einer der beiden dargestellten bzw. oben beschriebenen Einrichtungen 45 bzw. einer Kombination hiervon kann die Materialförderung so bewirkt werden, daß der Kanal 19 in der Mischzone 50 gefüllt wird, um eine vollständige, angemessene Mischung zu erreichen. Zusätzliche Verdichtungskräfte zur Sicherstellung dieses Vorgangs können leicht dadurch geschaffen werden, daß man die Seitenwände der Bohrung nutet, wie zuvor beschrieben und bei 43' in der Beschickungszone 40 dargestellt wurde (Fig. 3).

Bei der Maschine erstreckt sich die Mischzone 50 etwa 150 cm von der Beschickungszone 40 aus zu der Abgabezone 60. Wie bei der Beschickungszone 40 erstrecken sich das

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erste Gewinde 80 und der Kanal 19 an dem Rotor 16 spiralförmig längs des Körpers 12 durch die Zone 50. Ebenfalls wie bei der Beschickungszone 40 erzeugt das erste Gewinde 18 im wesentlichen eine Pumpwirkung auf das Material, um es durch die Mischzone zu drücken. Das erste Gewinde streicht auch in dieser Zone dicht über die Seitenwände 52 in der Bohrung 14.

Wie Fig. 3 zeigt, können die Seitenwände 52· in der Mischzone 50 genutet sein, um eine zusätzliche Pumpwirkung zu erzeugen. Diese Nuten können ähnlich den in Fig. 3 gezeigten sein und axial oder spiralförmig verlaufen.

In der Mischzone 50 ist der Rotor 16 mit einem zweiten Gewinde 55 versehen, das in dem Kanal 19 zwischen benachbarten Windungen des ersten Gewindes 18 verläuft. Das Gewinde 55 erstreckt öich spiralförmig vom Anfang dieser Zone nahe der Verdichtungszone 45 durch die Abgabezone 60. Wie Fig. 1 zeigt, ist die Steigung des zweiten Gewindes 55 etwas größer als die des ersten Gewindes 18. Dadurch wird bei Drehung des Rotors 16 Material von der Vorderkante 56 des zweiten Gewindes 55 gefangen und in dem zweiten Kanal 57 vor dem zweiten Gewinde eingeschlossen, Bei Drehung des Rotors 16 verringert sich das Volumen des Kanals 57, so daß das Material gezwungen ist, über das zweite Gewinde 55 in den Bereich 58 auszutreten (der Rest des Kanals 19), der hinter dem zweiten Gewinde liegt. Die Schnittdarstellung der Fig. 1 zeicrt, daß das zweite Gewinde 55 eine stromlinienartige bzw. verrundete Form im Vergleich zu der des ersten Gewindes 18 hat. Es wird daran erinnert, daß es die Funktion des ersten Gewindes 18 ist, das zu mischende Material durch den Extruder zu pumpen. Funktion des zweiten Gewindes 55 ist es, das in dem Kanal 19 zwischen aufeinanderfolgenden Windungen des ersten Gewindes 18 enthaltene Material zu mischen. Daher nähert sich das zweite Gewinde 55 den Wänden 52 in

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der Mischzone 50 nicht dicht und die Vorderkante 56 des zweiten Gewindes 55 befindet sich im Abstand von oder ist nicht verbunden mit dem ersten Gewinde 18, so daß es als Greifer wirken kann, um längs des Kanals 19 vorrückendes Material aufzunehmen.

Da die Verdichtungszone 45 die Füllung der Kanäle 19 und 57 veranlaßt, wird durch die Verminderung des Volumens in dem Kanal 57 notwendigerweise Material über das Gewinde 55 in den Bereich 58, der hinter dem Gewinde 55 (dem Rest des Kanals 19) liegt, gedrückt. Während dieses Stroms über das verrundete Gewinde 55 ist das Material einer sanften Scherwirkung bzw. einer geringer Intensität an dem Gewinde und der Wand 52 unterworfen. Dies wird durch die verrundete Form des Gewindes 55 und seinen Abstand von der Wand 52 erreicht.

Zweigängige Schnecken wurden aus verschiedenen Gründen in verschiedenen Plastifikatoren oder Extrudern verwendet. Die am meisten übliche Verwendungsart ist die Trennung von Materialien unterschiedlicher Viskositäten oder die 'Trennung von Flüssigkeiten von Feststoffmaterialien während eines Plastifiziervorgangs. Die Funktion des zweiten Gewindes 55 unterscheidet sich von diesen Funktionen, da seine Funktion nur darin besteht, das von dem ersten Gewinde 18 längsgeförderte Material zu stören, so daß es einer weiteren Mischwirkung unterworfen wird. Es können auch mehr als ein Misch- bzw. zweites Gewinde an der Schnecke zur Erzielung einer zusätzlichen Mischwirkung angeordnet werden. Ebenso können die zusätzlichen Gewinde gleiche oder eine andere Steigung haben und können sich in der Steigung insgesamt ändern.

Die Mischzone 50 endet in einer Zone 70 mit hoher Scherwirkung, die nahe der Abgabezone 60 liegt. Die Kräfte auf die Materialien bis zu dieser Stelle in den Be-

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schickungs- und Mischzonen 40 und 50 wurden allgemein von dem ersten Gewinde 18 ausgeübt. Eine gewisse Turbulenz bzw. Störung und Mischwirkung wurde von dem zweiten Gewinde 55 auf das Material ausgeübt, was teilweise auf das über das zweite Gewinde 55 strömende Material zurückzuführen ist. Zusätzlich kann eine gewisse Scherwirkung auf das gemische Material auftreten, wenn es über das Gewinde 55 fließt. Die von dieser Zone auf das Material ausgeübte Wirkung hat jedoch eine relativ niedrige Intensität bzw. ist ein Mischvorgang.

Die Scherzone 70 ist ringförmig an dem Rotor 16 angeordnet und umfaßt einen Scherhals 71 und einen Steg 72. Bei der bevorzugten Ausführungsform (wie Fig. 2 zeigt) setzt sich das erste Gewinde 18 längs des Rotors 16 fort und liegt über dem Scherhals 71 und dem Steg 72. Die Scherwirkung 70 unterwirft das Material, das aus der Mischzone 50 austritt, einer intensiveren Scherwirkung relativ zu den zuvor ausgeübten Mischwirkungen. Dies wird durch den Hals 71 und den Steg 72 erreicht, die das Material gegen die Seitenwand 73 in der Bohrung 14 drücken. Dies tritt ein, wenn das Material, das dem ersten Gewinde 18 längs des Kanals 19 den Hals 71 hinauf und über den Steg 72 gedrückt wird. Das Material unterliegt auch einer zweiten Scherwirkung dadurch, daß es gezwungen wird, über den ringförmigen Steg 72 zu strömen, der eine Störung in dem Kanal 19 längs des Rotors ist, die von der Scherzone 70 gebildet wird. Wie die verschiedenen Gewinde kann auch die Form des Scherhalses 71 stark geändert werden, um eine Anpassung an die verschiedenen Materialien und Mischwirkungen zu erreichen. So kann der Abstand zwischen dem Steg 72 und der Wand und auch die axiale Abmessung der Fläche des Stegs 72 geändert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Mischextruders gemäß der Erfindung kann der Scherhals durch Bolzen 74

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(Fig. 2) lösbar an dem Rotor 16 befestigt sein. Der Hals 71 hat daher zweckmäßigerweise eine halbkreisförmige
Ringform und ist an dem Rotor 16 leicht befestigbar.
Zum Befestigen und Entfernen des Scherhalses 71 an dem Rotor 16 ist der Auslaßendkörper 61 z.B. durch Bolzen 62 lösbar an dem Mischkörper 59 befestigt. Der Auslaßendkörper 61 kann in bekannter Weise durch Führungen
oder andere Haltemittel (nicht gezeigt) getragen werden, so daß er längs des Rotors 16 verschiebbar ist, um Zugang zu dem Scherhals 71 zu schaffen.

Diese Möglichkeit, zweckmäßigerweise die Geometrie der Scherzone 70 zu ändern, macht den Mischextruder leicht an eine Änderung der Mischintensität der Bearbeitungskette anpaßbar. Diese Eigenschaft ist es, die eine
rasche Umschaltung zur Anpassung an eine Materialänderung in einer Bearbeitungskette bzw. eine Änderung des Mischgrades eines bestimmten Materials ermöglicht.

Der Mischextruder 10 weist eine Abgabezone 60 nahe der Auslaßöffnung 2 8 auf. In der Abgabezone 60 erstreckt sich der Rotor 16 von der Mischzone 50 zu irgendeiner Extrusionsvorrichtung wie dem Spritzkopf 26. Ähnlich wie bei den vorherigen Zonen übt das erste Gewinde 18 eine Pumpwirkung aus, um das gemischte Material in dem Kanal 19 von der Mischzone durch die Abgabezone und aus der Abgabeöffnung 28 zu fördern. In der Praxis trennt eine
Abgabezone die vorherigen Funktionen in dem Extruder
(Beschickungszone 40 und Mischzone 50) von der äußeren Abgabeumgebung an dem Auslaßende. Bei der dargestellten Ausführungsform, bei der den Kalandrierwalzen 32 des
Kalanders 30 durch die öffnung 28 Material zugeführt wird und sich an dem Walzenspalt 36 ansammelt, könnten äußere Rückdrücke in diesem Bereich auftreten. Wenn die Abgabe an diese Zone nicht von der Mischzone 50 getrennt wäre,

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könnten Rückdrücke bis in die Mischzone 50 wirken und deren Funktion eine wirksamen Mischung stören. Die Abgabezone 60 erstreckt sich bei der dargestellten Ausführungsform über etwa 120 cm. Diese Strecke reicht für das erste Gewinde 18 an dem Rotor 16 aus, um einen Abgabedruck in dem Material, das extrudiert wird (z.B. Gummi oder viskosere schwere Kunststoffmaterialien), aufzubauen, so daß die an dem Abgabeende auftretenden Wirkungen sich nicht zurück durch die Mischzone 50 erstrecken. Durch verschiedene Materialien, geänderte Arbeitsgeschwindigkeiten des Rotors und eine andere Abgabevorrichtung an dem Auslaßende können die Länge und die funktioneilen Anforderungen der Abgabezone geändert werden und diese kann sogar weggelassen werden, wenn keine besondere Rückwirkung auftritt.

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Claims

Patentansprüche

Mischextruder zur Bearbeitung von Gummi, Kunststoff und dergleichen, bestehend aus einem Körper mit einer Bohrung, die sich in Längsrichtung durch diesen erstreckt, einer Beschickungsöffnung für die Zuführung von zu mischendem und zu extrudierendein Material, die in dem Körper an dem einen Ende der Bohrung angeordnet ist, einer Abgabeöffnung an dem gegenüberliegenden Ende des Körpers, einem Rotor in der Bohrung, der ein erstes Schneckengewinde aufweist, dessen benachbarte Windungen einen spiralförmigen Kanal zur Förderung des Materials bilden, und einerEinrichtung zur Drehung des Rotors, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (16) und der Körper (12) eine Beschickungszone (40) nahe der Beschickungsöffnung (24) und eine Mischzone (50) zwischen der Beschickungszone (40) und der Abgabeöffnung (28) bilden, daß der Rotor (16) in der Mischzone (50) ein zweites Schneckengewinde (55) zum Mischen hat, das in dem Kanal (19) zwischen den Windungen des ersten Gewindes (18) angeordnet ist, und daß eine Scherzone an dem Rotor zwischen der Mischzone (50) und der Abgabeöffnung (28) angeordnet ist.
2. Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (16) und der Körper (12) eine Verdichtungszone (45) aufweisen, die zwischen der Beschickungszone (40) und der Mischzone (50) angeordnet ist.
3. Extruder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Kanals (19) in der Verdichtungszone (45) zu der Mischzone (50)hin abnimmt.

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4. Extruder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (14) in der Beschickungszone (40) einen größeren Durchmesser als in der Mischzone (50) hat, und daß die Bohrung (14) in der Verdichtungszone (45) von der Beschickungszone (40) zu der Mischzone (50) fortschreitend konvergiert.
5. Extruder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (14) in der Beschickungszone (40) und der Mischzone (50) gleichen Durchmesser hat, und daß die Steigung des Gewindes (l8)darVenäiciitua.ff(zane einen größer en Abi*· achtfcaaif das zu ext iudiet>encte Material als die Steigung in der Mischzone (40) bewirkt.
6. Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des zweiten Gewindes (55) von der Wand (52) der Bohrung (14) um eine Strecke entfernt ist, die größer als bei dem ersten Gewinde (18) ist, und daß das Gewinde Flanken hat, die von dem Rotor (16) aus allmählich ansteigen und sich in einem Steg zur Bildung des Umfangs vereinigen.
7. Extruder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg an dem zweiten Gewinde (55) verrundet und im Abstand von der Wand (52) der Bohrung (14) angeordnet ist.
8. Extruder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gewinde (55) in dem Kanal (19) zwischen benachbarten Windungen des ersten Gewindes (18) beginnt und im Abstand von diesem angeordnet ist.
9. Extruder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gewinde (55) in dem Kanal (19) zwischen benachbarten Windungen des ersten Gewindes (18) endet und im Abstand von diesem angeordnet ist.

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10. Extruder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gewinde (55) in dem Kanal (19) zwischen benachbarten Windungen des ersten Gewindes (18) beginnt und im Abstand von diesem angeordnet ist, daß das zweite Gewinde (55) in dem Kanal (19) zwischen benachbarten Windungen des ersten Gewindes (18) endet und im Abstand von diesem angeordnet ist, und daß der Kanal (57), der zwischen dem zweiten Gewinde (55) und dem benachbarten ersten Gewinde (18) gebildet ist, in der Querschnittsfläche vom Anfang des zweiten Gewindes (55) zu dem Ende des zweiten Gewindes abnimmt.
11. Extruder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (16) und der Körper (12) eine Abgabezone (60) zwischen der Scherzone (70) und der Abgabeöffnung (28) bilden, und daß der Rotor (16) eine Verlängerung des ersten Gewindes (18) trägt, um das Material durch die Abgabeöffnung (28) zu pumpen.
12. Extruder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Scherhals (71) in Form eines Rings am Umfang des Rotors (16), der einen ringförmigen Steg (72) an seinem Umfang aufweist.
13. Extruder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Scherhals (72) an dem Rotor (16) lösbar befestigt ist, so daß verschiedene Hälse mit unterschiedlicher Abmessung abwechselnd an dem Rotor befestig werden können.
14. Extruder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,- daß das erste Gewinde (18) dem Scherhals (71) überlagert ist, so daß das die Zone des Halses (71) und das erste Gewinde (18) durchquerendesMaterial den von dem Scherhals (71) und dem ersten Gewinde (18) ausgeübten Kräften unterworfen ist.

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