DE2458568C2

DE2458568C2 - Innenmischer für plastische Massen

Info

Publication number: DE2458568C2
Application number: DE19742458568
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr.-Ing 7015 Korntal Seufert
Original assignee: Werner & Pfleiderer, 7000 Stuttgart
Filing date: 1974-12-11
Publication date: 1977-12-22

Description

Die Erfindung betrifft einen Innenmischer zum Kneten und Walzen von plastischen Massen, insbesondere von Gummi, mit zwei in zylindrischen Kammern eines Mischkammergehäuses achsparallel angeordneten, gegensinnig antreibbaren Mischwellen, die auf ihrem Außenumfang mit Knetschaufeln und Walzenflächen versehen sind, wobei beim Umlauf sich die Knetschaufeln der beiden Mischwellen tangieren und die Walzenfläche der beiden Mischwellen zwischen sich einen Walzenspalt bilden.

Ein derartiger Innenmischer ist aus der DT-PS 5 41 788 bekannt. Hierbei sind die Mischwellen so gestaltet, daß die Knetschaufeln — in Längsrichtung der Mischwellen gesehen — in der Mitte der Mischwellen und die als schmale Zylinder ausgebildeten Walzenfläclien im Bereich der stirnseitigen Enden der Mischwellen angeordnet sind. Die Mischwellen laufen mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der Walzenfla'chen bzw. der radial außenliegenden Flächen der Knetschaufeln um. Die Knetschaufeln sind winklig zur Längsachse der Mischwellen angeordnet, wobei die Winkelspitze der Drehrichtung vorauseilt. Hierdurch soll erreicht werden, daß das zu bearbeitende Material in den Walzenspalt zwischen den Walzenfläclien kommt. Auf ihrer in Drehrichtung nacheilenden Seite sind die Knetschaufeln derart winklig ausgebildet, daß die Winkelspitze in Drehrichtung nacheilt.

Hierdurch soll erreicht werden, daß das Material wieder von den Walzenflächen abgezogen und in den Bereich der Knetschaufeln gebracht wird. Außerdem wird durch diese axiale Verschiebung des Mischgutes auch ein gewisser Mischeffekt erreicht.

Bei diesem bekannten Innenmischer wurde also bereits versucht, einerseits die Vorteile der reinen Walzenmischer, nämlich gleichmäßige und zwangsläufige Homogenisierung der gesamten Mischung im Walzenspalt, riünnschichtige Arbeitsweise im Walzenspalt, Arbeiten auf niedrigem Temperaturniveau, und die Vorteile der nur mit Knetschaufeln arbeitenden Innenmischer, nämlich große Energieeinleitung pro Zeiteinheit und damit kurze Mischzeiten, gleichzeitige Energieeinleitung ins gesamte Mischgut, geringe Umweltverschmutzung aufgrund des geschlossenen Aufbaus, hoher Füllgrad und leichte Bedienung miteinander zu vereinen. Dieser Versuch schlug insofern fehl, als nicht gewährleistet war, daß die gesamte Mischung gleichmäßig von den Knetschaufeln und den Walzenflächen beaufschlagt wurde, da die Fließrichtung zum Austausch des Mischgutes von Knetschaufeln zu Walzenflächen in Achsrichtung, also senkrecht zur Drehung der Schaufeln, erfolgen muß.

Aus der SU-PS 4 09 886 ist ein Mischer zum Walzen von plastischen Massen, insbesondere von in Lösungsmittel gelöstem Gummi, bekannt, der nach dem Prinzip eines Walzwerkes aufgebaut ist und arbeitet. Dieser Mischer weist zwei sich mit ihrem Umfang berührende Walzen auf, deren Oberflächen mit Abstand zu einer Mischkammerwand angeordnet sind. Die Mischkammer ist in ihrem unteren Bereich in Form zweier Ringzylinderabschnitte ausgebildet, an denen an der jeweiligen Walzenfläche angebrachte Zähne entlanglaufen. Hierdurch wird ein geschlossener Raum gebildet, der sich beim gegensinnigen Umlauf der Mischwellen verkleinert, so daß das Mischgut aus diesem Raum durch einen Spalt zwischen den Walzen ausgepreßt wird. Bei einer Ausführungsforai dieses bekannten Mischers sind an jeder Mischwelle zwei sich über deren halben Umfang erstreckende Walzenflächen mit stark differierendem Durchmesser angebracht, wobei jeweils eine Walzenfläche mit kleinem Durchmesser gegen eine Walzenfläche mit großem Durchmesser umläuft. Die Verbindungsflächen zwischen der Walzenfläche kleinen Durchmessers und der Walzenfläche großen Durchmessers jeweils an einer Mischwelle bilden die erwähnten Zähne.

Bei einer weiteren Ausführungsform dieses bekannten Mischers sind die Mischwellen als geschlossene Walzen ausgebildet, auf denen jeweils einander gegenüberliegend an jeder Walze ein Zahn und zugeordnet eine dem Zahnprofil entsprechende Ausnehmung vorgesehen ist, in die der entsprechende Zahn der anderen Walzenfläche eingreifen kann. Die Zähne sind ausschließlich geeignet und bestimmt, eine Förder- und Abdichtungsfunktion auszuüben und sind nicht als Knetschaufeln anzusprechen. Es handelt sich um ein reines Walzwerk mit einer verbesserten Zwangszuführung des Mischgutes zum Walzenspalt. Aus diesem Grunde ist auch die obere Hälfte der Mischkammer den Mischwellen mit Walzenflächen nicht angepaßt. Um die Förder- und Abdichtungsfunktion zu erreichen, sind die Zähne kämmend, also nicht tangierend ausgebildet und verlaufen zu den Mischwellen achsparallel.

Aus der DT-PS 6 46 308 (entsprechend GB-PS 4 31012) wurde dann ein Innenmischer mit ineinandergreifenden Knetwalzen bekannt, bei dem auf dem Umfang der Mischwellen jeweils gegeneinander verset?:te Walzenflächen angeordnet waren, die beim Abrollen der gegensinnig mit gleicher Umfangs-

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geschwindigkeit umlaufenden Misc'iwcllcn mein- zwei Mischwcllen 12, 13 derart angeordnet, dab ihre

undergriffen. Durch diesen gegenseitigen Fingrili der Achsen 14. 15 horizontal und parallel zueinander

Knctwalzen wurde der Walzenspalt verlängert und verlaufen. Die Mischkaminerwände haben die Form

damit das Volumen des umlaufenden Mischgutes zweier einander in der mittleren Vertikalcbcnc

erhöht. Die Temperaturen sind bei diesem b;kann- 5 dmchdriimender Zylinder, d. h., der Abstand der

ten Mischer ähnlich wie beim Walzwerk gut be- beiden Achsen 14.' 15 ist etwas kleiner als der

licrrsclibi-,τ. Die Mischwirkung erwies sich aber bei Durchmesser /) der zylindrischen Teile der Misch-

dicscni bekannten Innenmischer als unbefriedigend. kammer 6 (vgl. hierzu insbesondere F i g. 2).

Der Frfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Der untere Sattel der Mischkammer 6 ist als um

Innenmischer der eingangs beschriebenen Art derart ,„ eine Achse 16 gemäß dem Pfeil 17 nach unten wcs·.-

ZU verbessern, daß der Mischgutaustauseh zwischen schwenkbarer Klappsattcl 18 ausgebildet, der in der

Knetsehaufelu und Walzenspalt zwischen den Wal- hochgcschwenktcn Betriebsstellung mittels einer h>-

/enlläclicn zwangsläufig und völlig gleichmäßig für di aulisch betätigbaren Verriegelungseinrichtung 19

das gesamte Mischgut erfolgt. gehalten wird. Die von dem Klappsattcl 18 in der

Diese Aufgabe wird erfmdungsgem^ß dadurch gc- i;, in Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung vcrschlos-

|('is(. ilaß die Wnlzcnllikhen und Knclschaufcln in sene untere οίΤηιιηι; 20 dient zum Entleeren der

Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind und Mischkammer nach dem Misch-, Knet- und WaIz-

daß die Mischwcllen mil einer an den Walzenllä- Vorgang.

chcn gleiche Umfangsgeschwindigkeiten erzeugenden Die Mischwcllen 12. 13 sind auf ihrem Außen-

Drchzahl anlreibbar sind. 20 umfang mit vom Grundkörper der Mischwellen

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß jedes hochstehenden Walzenlläehen 21 bzw. 22 versehen. Mischguttcilchcn zwangsläufig und immer abweeh- Bei den Walzenlläehen 21. 22 handelt es sich also schul dem Walkellckl im Walzenspalt und dem Knel- um Ringzylinderabschnitte, die — wie aus F i g. 3 dickt an den Knctschaufcln ausgesetzt wird, und hervorgeht — in ihren Begrenzungskanten 23 — je-/war in einem festen, von der l'mfangscrslrcekung 25 weils in Drchrichlung 24 bzw. 25 gesehen — gleich der Walzenllächcn und der Zahl und Formgebung ausgebildet sind, so daß sie beim Betrieb sich jeweils der Knetschaufeln abhängigen Zcilverhähnis. Der im Bereich des Walzenspaltes 26 vollständig über-Misehgutaustausch zwischen Walzenlläehen und decken. Die Walzenllächcn 21 bzw. 22 erstrecken Knetschaufeln läuft also in Umfangsrichtung. d. h. sich etwa über 1 _:, des Umfangs der Mischwcllen 12 in der Ilauptllicßrichlung des Mischgutes, ab. Durch 30 bzw. 13 (siehe Fig. 3). Auf dem übrigen Umfangsdie ctlindungsgcmäßcn Maßnahmen ist erreicht wor- bereich der Mischwellen sind an sieh bekannte !lüden, daß die oben bereits geschilderten Vorteile dci gelartig ausgebildete Knelscliaufeln 27 bzw. 28 anrcincn Walzwerke und der nur mit Knetschaufeln geordnet, die unter einem Winkel zur Drchrichlung arbeitenden Innenmischer in optimaler Weise korn- 24 bzw. 25 verlaufen. Die Knctschaufcln 27 bzw. 28 biuiert weiden. Fs hat sich als besonders vorteilhaft 35 sind als sogenannte tangierende Knelscliaufeln ausherausgcstcllt, wenn die Walzenllächcn sich über '/< gebildet, d. h.. der doppelte Radius r, (siehe F ig. 2) bis ¹Ai — also 90 bis 12(Γ — des jeweiligen Misch- der Knetschaufeln 27 bzw. 28 ist etwa gleich dem wcllenumfangs erstrecken. Abstand der beiden Achsen 14 und 15 der Misch-

Dic Frfindung wird im folgenden durch ein Aus- wellen 12. 13, woraus wiederum folgt, daß 2r_f <C D

führungsbcispicl an Hand der Zeichnung erläutert. 4« sein muß. Zwischen den Knelscliaufeln 27 bzw. 28

In der Zeichnung zeigt und der Innenwand der Mischkammer 6 ist eine

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Innen- — in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnete — Knct-

niischcr gemäß der nrfindung mit stirnscilig olTen- zone 29.

liegenden Mischwcllen, Der Halbmesser r, der Walzenflächen 21 bzw. 22

Fig. 2 eine vergrößerte Slirnansicht der beiden 45 ist kleiner als der Halbmesser r, der Knctschaufcln

Mischwcllen und 27 bzw. 28. was eine Voraussetzung dafür ist, daß

Fig. .1 eine Abwicklung der Mischwellen in überhaupt ein Walzenspalt 26 gebildet wird. Die

Draufsicht. beiden MischwcrkswcUcn drehen sich mil gleicher

Der in Fig. 1 dargestellte Innenmischer weist Umfangsgeschwindigkeit der jeweils einander cnt-

ein Gchäuscobertci! 1 und ein Gchäuscuntcrlcil 2 50 sprechenden Punkte, d. Ii. mit gleicher aber cnt-

auf. das auf einem Maschinenständer 3 ruht. In dem gcgengeselzl gerichteter Drehzahl, da die jeweils ein-

Gehäusc t, 2 befindet sieh eine durch ein Misch- ander entsprechenden Punkte nut gleichem Radial-

kanimcrobcrteil 4 und ein Mischkammcrunlerteil 5 abstand von den Achsen 14 bzw. 15 angeordnet

gebildete Mischkammer 6. Zwischen Mischkammer- sind. __

oberteil 4 und Gchäuscobcrtcil 1 bzw. Mischkam- 55 Der Stempel 8 ist an seiner Unterseite 30 leicht

mcrunlcirtcil 5 und Gchäuscunlcrtcil 2 sind Kühl- nach unten gewölbt ausgebildet, d. h., er füllt den

kanüle 7 vorgesehen. Der Mischkammer 6 kann freien Zwickel bis zum Walzenspalt 26 nicht voll-

Mischgul: mittels eines Stempels 8 von oben unter ständig aus. so daß dort ein Vorralsrauni 31 gebildet

Druck zugeführt werden, der mittels eines nicht dar- wird, aus dem das Mischgut: von den Knclschaufcln

gestellten hydraulischen Arbeitszylinders über eine 60 27, 28 bzw. den Walzenlläehen 21, 22 eingezogen

Kolbenstange 9 betätigbar ist. Bei hochgefahrenem bzw. wieder hierhin abgegeben wird, so daß ein

Stempel wild das Mischgut, beispielsweise Roll- ständiger Austausch des. Mischgutes in «liesor F.in-

gunimi oder PVC, durch eine hierzu in eine — ge- zugszoue stattfindet.

strichelt dargestellte — ÖITnungsstclluug geschwenkte Die Walzenllächcn 21. 22 können — wie in

Hinfüllklappc 10 eingegeben. Durch eine weitere 65 F i g. 3 dargestellt — mit einer RilTclung 32 verschen

Hinfüllöffnung 11 können in das Grundmaterial ein- sein. Wie sich weiterhin aus Fig. 3 ergibt, crstrck-

zuarbcitcndc Komponenten zugegeben werden. Wie kcn sieh die Walzenlläehen 21. 22 nicht über die

aus FiR. 2 hervorgeht, sind in der Mischkammer 6 volle axiale Länge der Mischwcllen 12, 13, damit

die ohnehin schon sehr hohe Belastung der Mischkammerseitcnflächen und insbesondere der Mischwcllenauslasse und -dichtungen nicht noch vergrößert wird. Die in Drehrichtung 24 bzw. 25 vorn liegende Kante soll sich überwiegend in Längsrichtung der Mischwellen erstrecken, damit das Mischgut möglichst gut über di< ganze Länge der Walzcnflächen 21, 22 in den Walzenspalt 26 eingezogen und nicht lediglich wie von einer Pflugschar axial verschoben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Innenmischer zum Kneten und Walzen von plastischen Massen, insbesondere von Gummi, mit zwei in zylindrischen Kammern eines Mischkammergehäuses achsparallel angeordneten, gegensinnig antreibbaren Mischwellen, die auf ihrem Außenumfang mit Knetschaufeln und Walzenflächen versehen sind, wobei beim Umlauf sich die Knetschaufeln der beiden Mischwellen tangieren und die Walzenflächen der beiden Mischwellen zwischen sich einen Walzenspalt bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenflächen (21 bzw. 22) und Knetschaufeln (27 bzw. 28) in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind und daß die Mischwellen (12, 13) mit einer an den Walzenfiächen gleiche Umfangsgeschwindigkeiten erzeugenden Drehzahl antreibbar sind.

2. Innenmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenflächen (21, 22) sich über '/4 bis '/3 des jeweiligen Mischwellenumfangs erstrecken.

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