DE2600715A1

DE2600715A1 - Misch- und entlueftungsextruder

Info

Publication number: DE2600715A1
Application number: DE19762600715
Authority: DE
Inventors: Henry Ellwood; Maurice Rothwell
Original assignee: USM Corp
Current assignee: Farrel Corp
Priority date: 1975-01-10
Filing date: 1976-01-09
Publication date: 1976-07-15
Also published as: DE2600715C2; US4004787A

Description

Οϊρί.-Ing. Heinz Bardehla

Pfit

M Manchen 22, Herrnsir. IC, id. 29255» Posirnsihi.'/: Hingen 24, Rössel) <*

München, den kn

Mein Zeichen: P 2270

Anmelder : USM Corporation, Flemington/New Jersey Zustelladresse: 14o Federal Street

Boston, Mass. o21o7

USA

Misch- und Entlüftungsextruder

Die Erfindung bezieht sich auf eine Extrudervorrichtung zur Verarbeitung von Gummi oder Plastikmaterial.

Derartige Extruder sind in den US-PS 3 154 808, 3 865 355 und 3 869 111 beschrieben. In der US-PS 3 865 355 ist ein Extruder mit einem Schneckenzuführungsrohr beschrieben, welch letzteres seitlich des Füllstutzens angebracht ist, wo in das Gemisch

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ORIGINAL INSPECTED

Zusätze eingebracht werden können. Die US-PS 3 869 111 offenbart eine Extrudervorrichtung, die mit axial betonten bzw. hervorgehobenen Schaufelblattelementen versehene Rotorglieder aufweist.

Mit Hilfe vorliegender Erfindung wird eine neuartige, kontinuierlich arbeitende, verbesserte Extrudervorrichtung mit geschlossener Kammer zum Mischen und/oder zum Vermengen von Gummi, Elastomeren, Kunststoffen und dgl. geschaffen.

Der Erfindungsgegenstand umfaßt eine von einer langgestreckten Bohrung durchsetzte Trommel, einen in der Bohrung angeordneten Rotor zur Verarbeitung des der Bohrung zugeführten Materials sowie einen den Rotor drehbar lagernden TJagen bzw. Schlitten, der auf die Trommel zu oder von dieser wegbewegbar ist. Durch die Wegbewegung des Wagens von der Trommel wird der Rotor aus der Bohrung herausgezogen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine Druckzylinderanordnung zur Bewegung des Wagens. Der Wagen weist eine Schwingungen verhindernde Befestigungsanordnung auf, wodurch irgendeine auf den Rotor einwirkende Belastung möglichst klein gehalten wird. Die den Rotor in der Trommelbohrung in Drehung versetzende Antriebseinrichtung ist ebenfalls am Wagen bzw. am Schlitten angebracht. Der Wagen bzw. Schlitten wird während · der auf die Trommel zu- bzw. von dieser wegführenden Bewegung vorzugsweise auf Schienen geführt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einen oder mehrere Rotoren aufweisen. Die Bohrung kann querschnittlich etwa die Form der Ziffer acht aufweisen, so daß zwei Rotoren mit zueinander parallel verlaufenden Achsen jeweils von einem Teil der Bohrung aufgenommen werden können. Die Rotoren weisen Schaufelblätter auf, deren Anordnung im allgemeinen der Schaufelan-

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Ordnung von Rotoren mit innenseitig angeordneten Mischeinrichtungen entspricht.

Der Erfindungsgegenstand weist ferner einen mit einem Einlaß versehenen Extruder auf. Durch diesen Einlaß kann das zu extrudierende Material an der Rückseite in die Bohrung eingebracht werden. Der Extruder weist außerdem einen von der Bohrung an der Vorderseite ausgehenden Auslaß auf. In der Bohrung ist eine Extruderschnecke bzw. -schraube drehbar gelagert, wobei der Rotor nach hinten über den Einlaß hinausragt.

Ein gleichfalls vorgesehener Kanal gestattet es bei Betrieb des Extruders, daß entlang des Kanals nach hinten Gas hindurchtritt, nicht jedoch das zu extrudierende Material. Hinter dem Einlaß ist die Bohrung mit einem Vakuum verbunden, so daß infolge einer Saugwirkung gasförmige Bestandteile durch den Kanal aus der Bohrung entnommen werden können, während das Material extrudiert wird.

Die Extruderschnecke erstreckt sich von einem Bereich der Bohrung vor dem Einlaß nach hinten über den Einlaß am Ende der Bohrung hinaus. In diesem Falle bildet die Schnecken- bzw. Schraubenwindung den das Gas durchlassenden Kanal. Der Vakuumanschluß kann mit einem über dem hinteren Ende der Bohrung angeordneten und gegenüber der Trommel abgedichteten Dichtungselement versehen sein. Das Dichtungselement kann mit einem Saugrohr verbunden sein, um am hinteren Ende der Bohrung eine Saugwirkung hervorrufen zu können.

Der Erfindungsgegenstand weist ferner einen von der Bohrung am vorderen Endbereich der Trommel führenden Hauptauslaß sowie einen von der Bohrung am hinteren Endbereich der Trommel hinter dem Einlaß angeordneten Sekundärauslaß auf. Eine

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Extruderschraube bzw. -schnecke erstreckt sich entlang der Bohrung wenigstens vom Sekundärauslaß aus bis vor den Einlaß. Bei Betrieb des Extruders versetzt eine Antriebseinrichtung, den Rotor in der Bohrung in Drehung. Die Antriebseinrichtung dient dazu, den Rotor in einer ersten Drehrichtung zu drehen, wobei das Schneckenteil das durch den Einlaß eingebrachte Material entlang der Bohrung nach vorne und aus dem Hauptauslaß herausführt - Durch Drehung des Schneckenteils in der der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung wird das durch den Einlaß eingebrachte Material entlang der Bohrung nach hinten und aus dem Sekundärauslaß herausgeführt .

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie aus der in der Anlage beigefügten Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Misch- und Entlüftungsextruders,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Erfindungsgegenstandes, wobei ein Wagen bzw. Schlitten des Extruders eine zurückgezogene Stellung einnimmt, und

Fig. 3 einen Querschnitt durch das hintere Ende der erfindungsgemäßen Extrudervorrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Misch- und Entlüftungsextruder8,der eine Mischeinheit Io und eine Extrudereinheit 12 umfaßt. Der Extruder 8 weist eine integrale Trommelanordnung 14 und 16 auf. Diese Anordnung kann so betrachtet werden, als sei sie aus einer Trommel 14 der Mischeinheit Io und einer Trommel 15 der Extrudereinheit 12 gebildet. Wie Fig. 3 zeigt, weist die Trommel 14 eine Bohrung 18 auf, deren Querschnitt etwa die

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Form der Ziffer acht hat. Die Trommel 16 ist mit einer querschnittlich zylindrischen Bohrung 2o versehen. Die Trommel verläuft im wesentlichen von der Vorderseite zur Rückseite des Extruders 8. Die Trommel 14 ist zur Trommel 16 rechtwinklig horizontal verlaufend angeordnet, wobei das in Fig. links dargestellte Ende über dem hinteren Ende der Trommel angeordnet ist. Die Trommelanordnung 14 und 15 des Extruders ist an einem Rahmen 22 angebracht.

Die Mischeinheit Io des Extruders 8 weist ferner einen Wagen auf. Der Wagen 24 umfaßt einen Grundrahmen 25, an dem Räder drehbar gelagert sind. Die Räder 28 ruhen wiederum auf (hier nicht dargestellten) an einer verstärkten Betonbasis 23 befestigten Schienen und können entlang derselben abrollen. Die Schienen sind so angeordnet, daß sie zur Bohrung 18 parallel verlaufen. Ein Tragrahmen 3o des Wagens 24 ist an der Basis mit Hilfe von Schwingungen verhindernden Befestigungsexnrichtungen angebracht. Die auf diese Weise geschaffenen, Schwingu-ngen verhindernden Träger 32 erfüllen in etwa das Hooke'sche Gesetz. Von dem in den Fig. 1'und 2 links dargestellten Teil des Tragrahmens 3o steht ein Rotortragelement 34 nach oben. Am Rotortragelement 34 sind zwei zueinander parallele Rotoren 36 in (hier nicht dargestelltes} Lagern drehbar gelagert. Der Wagen 24 ist so konstruiert und ausgelegt, daß die Rotoren mit der Bohrung 18 der Trommel 14 der Mischeinheit Io fluchten. Die Bohrung 18, deren Querschnitt etwa die Form der Ziffer acht aufweist, umfaßt zwei Teile, deren jeder den Teil eines Zylinder bildet und die durch ein Übergangsteil miteinander verbunden sind. Die Rotoren 36 sind jeweils in einem der beiden zylindrischen Teile der Bohrung 18 angeordnet. Sie drehen bei Betrieb des Extruders 8 derart, daß das von jedem Rotor vorgeschobene Materialvolumen nicht von dem von dem anderen Rotor 36 vorwärt sbewegten Materialvolumen behindert wird. Die Rotoren

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weisen eine Gestalt auf, die der Gestalt der Rotoren mit einer innenseitig angeordneten Mischeinrichtung im wesentlichen ähnlich ist. Die Rotoren 36 sind so ausgelegt, daß sie bei Betrieb des Extruders 8 durch eine einen Elektromotor 38 und ein Getriebe 4o aufweisende Antriebseinrichtung angetrieben werden. Sowohl der Elektromotor 38 als auch das Getriebe 4o sind am Tragrahmen 3o des Wagens 24 befestigt.

Der Wagen 24 der Mischeinheit Io ist bewegbar, wobei die Räder 28 auf (hier nicht dargestellten) Schienen zwischen einer Betriebsstellung (Fig. 1) und einer Ruhestellung (Fig« 2) abrollen. Wenn der Wagen 24 seine Betriebsstellung einnimmt, sind die Rotoren 36 in der Bohrung 18 der Trommel 14 der Mischeinheit Io angeordnet, wobei das in Fig. 2 linkerHand dargestellte Ende jedes Rotors in einem im linken Teil der Trommel 14 angeordneten (hier nicht dargestellten) zugehörigen Lager aufgenommen wird bzw. ruht= (Zentrier-) Zapfen 44, von denen in Fig. 2 nur einer dargestellt ist, stehen vom Rotortragelement 34 aus nach links weg und werden von entsprechend ausgebildeten Löchern aufgenommen, um das Rotortragelement bezüglich der Trommel 14 in richtiger Lage anzuordnen, wenn der Wagen gemäß Fig» 1 seine Arbeitsstellung einnimmt. Das Rotortragelement 34 wird mit Hilfe eines Klemmrings mit der Trommel 14 verbunden. Der Klemmring wirkt dabei mit am Tragelement 34 und an der Trommel 14 ausgebildeten Flanschen zusammen.

Der Extruder 8 weist ferner einen am Rahmen 22 angebrachten Zylinder 48 sowie einen im Zylinder 48 gleitbaren (hier nicht dargestellten) Kolben auf. Der Kolben weist eine mit dem Wagen 24 verbundene Kolbenstange 5o auf, um den Wagen 24 zwischen der Betriebsstellung und der Ruhestellung entlang der Schienen auf die Trommel 14 zu bzw» von dieser wegzubewegen. Wenn der Wagen 24 durch Bewegen der Kolbenstange 5ο aus der Betriebsstellung in die Ruhestellung verschoben wird, werden

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die Rotoren 36 aus der Trommel 14 herausgezogen, bis der Wagen 24 seine Ruhestellung gemäß Fig. 2 erreicht. In dieser Stellung sind die Rotoren 36 vollständig aus der Trommel herausgezogen, wodurch die Bohrung 18 der Trommel 14 und die Rotoren 36 zu ihrer Reinigung und/oder Reparatur zugänglich sind.

Die Mischeinheit Io des Misch- und Entlüftungsextruders 8 weist einen Einfüllstutzen 52 auf, aus dem Material durch einen Einlaß 54 in das in Fig. 2 rechter Hand dargestellte Ende der Bohrung 18 eingebracht werden kann. Die Trommel weist an ihrem rechts angeordneten Ende einen Durchlaß 55 auf, der durch die Bodenfläche der Trommel 14 einen Auslaß bildet. Der Durchlaß 55 führt zu einem hinteren Endbereich der Bohrung 2o der Extrudereinheit 12 des Extruders 8. Am links gelegenen Ende der Trommel 14 ist eine Entlüftungsöffnung 58 vorgesehen, die von der Trommel 14 aus nach oben führt, wie aus Fig. 3 zu ersehen ist.

Die Extrudereinheit 12 des Misch- und Entlüftungsextruders weist einen Rotor auf, nämlich eine in der Bohrung 2o der Trommel 16 der Extrudereinheit 12 drehbar gelagerte Extruderschnecke bzw. -schraube 6o. Die Trommel 15 weist einen vom Durchlaß 55 geschaffenen Einlaß auf, welcher den Auslaß aus der Bohrung 18 der Trommel 14 der Mischeinheit Io des Extruders 8 bildet. Die Extrudereinheit 12 des Extruders 8 weist einen (hier nicht dargestellten) Auslaß am vorderen Ende der Trommel 15 auf. Der Auslaß aus der Trommel 15 weist ein in geeigneter Weise geformtes Mundstück auf, beispielsweise ein schlitzartiges Werkzeug zum Extrudieren eines Films oder einen Pelletisierkopf, sofern kleine Kugeln oder Würfel hergestellt werden sollen.

Die Extrudereinheit 12 weist ferner eine einen Motor iund ein Getriebe aufweisende Antriebseinrichtung 62 zur Drehung

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der Extruderschnecke 60 in der Bohrung 2o auf, wie Fig. 1 zeigt. Die Antriebseinrichtung 62 ist mit einer sich nach hinten erstreckenden Antriebswelle 51 der Extruderschnecke 5ο verbunden.

Die Extrudereinheit 12 des Extruders 8 umfaßt darüber hinaus einen Vakuumanschluß. Dabei liegt ein Gehäuse 54 . an der Trommelanordnung 14 und 16 an der Rückseite der Bohrung 2o der Trommel 15 dicht an. Das mit Windungen versehene Teil der Extruderschnecke So ragt nach hinten über das Ende der Bohrung 2ο hinaus und in die von dem Gehäuse 54 definierte bzw. umgrenzte Kammer hinein. Die Extruderschnecke 5o weist zwischen dem mit Windungen versehenen Teil und dem Antriebswellenteil 51 der Schnecke ein Dichtungsteil So auf, das in einem in einer hinteren Platte des Gehäuses 54 ausgebildeten Loch 68 dreht. (Hier nicht dargestellte) Dichtungselemente bilden eine vakuumdichte Dichtung zwischen dem Dichtungsteil 5 5 und der hinteren Platte des Gehäuses 54. Von der Kammer des Gehäuses 54 aus führt eine Vakuumleitung 7o nach oben. Die Vakuumleitung 7ο kann durch eine geeignete Leitungsanordnung an ein (hier nicht dargestelltes) Sauggerät angeschlossen werden. Aus der Kammer des Gehäuses 64 führt ein zweiter Auslaß 72 heraus, um Abfallmaterial und dgl. zu beseitigen. Eine Platte 74 schließt normalerweise den zweiten Auslaß 72 ο

Bei Betrieb des Extruders 8 wird das zu extrudierende Material, beispielsweise Kügelchen aus Kunststoffmaterial, geschmolzenes Polyäthylen mit geringer Dichte, das gerade aus dem polyäthylenbildenden Reaktor angeliefert wurde, oder pulverisierter Gummi sowie ein geeignetes Härtemittel in den Einfüllstutzen 52 der Mischeinheit Io zugeführt. Wenn der Extruder 8 mit geschmolzenem Kunststoffmaterial gespeist werden soll, ist das aus dem Reaktor ausfließende Kunststoffmaterial

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nicht der Luft ausgesetzt und kann direkt in den Einlaß 54 der Trommel 14 eingeführt werden. Der Wagen 24 befindet sich dabei in der in Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung. Die Rotoren 36 werden mit Hilfe des Elektromotors 33 über das Getriebe 4o angetrieben. Aus dem Einfüllstutzen 52 gelangt das den Rotoren 35 zugeführte Material in die Bohrung 18 der Trommel 14. Die Rotoren arbeiten das Material auf diese Weise intensiv durch und mischen und homogenisieren es durch und durch. Werden dem Einfüllstutzen 52 Kügelchen aus Kunststoffmaterial zugeführt, werden sie in der Mischeinheit Io geschmolzen und dann durch und durch homogenisiert. Die Konstruktion und die Anordnung der Trommel 14 und der Rotoren 35 sind derart beschaffen, daß die Rotoren 35 in der Bohrung nur eine sehr kleine Kraft auf das Material ausüben und es gemäß Fig. 1 entlang der Bohrung 18 aus dem Einlaß 54 zu dem den Auslaß aus der Mischeinheit Io bildenden Durchlaß 53 hin nach links bewegen bzw. drücken. Bei gleichmäßigem Arbeiten des das Material extrudierenden Extruders 8 wird die Extruderschnecke 5ο in einer Drehrichtung in Drehrichtung versetzt, daß das aus der Mischeinheit Io durch den Durchlaß 12 in die Bohrung 2o der Extrudereinheit eintretende Material entlang der Bohrung 2o von links nach rechts, wie in Fig. 3 dargestellt, nach vorne bewegt bzw. gedrückt wird. Das entlang der Bohrung 2o nach vorne gedruckte Material wird durch den Primär- bzw. Hauptauslaß der Extrudereinheit 12 extrudiert, um das extrudierte Produkt zu schaffen. Die Temperaturen der Mischeinheit Io und der Extrudereinheit werden unter Kontrolle gehalten bzw. gesteuert, um das Material im Extruder 8 in dem geeigneten Zustand zu erhalten.

Der Ausgang des Extruders wird durch die Extrudereinheit 12 kontrolliert, wobei Sorge getragen ist, daß die Mischeinheit Io mit einer geeigneten Rohmaterialmenge durch den Einfüllstutzen 52 versorgt v/ird. Wie vorstehend bereits erwähnt,

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ist die Mischeinheit Io derart ausgelegt, daß in der Bohrung 18 der Mischeinheit Io auf das Material ein sehr kleiner Druck ausgeübt wird. Somit wird durch den Durchlaß 55 aus der Mischeinheit Io Material durch Drehen der Extruderschnecke 5ο abgezogen, wenn Material erforderlich ist, wobei die Mischeinheit Io nur wenig oder überhaupt nicht geneigt ist, durch den Durchlaß 56 Material in die Extrudereinheit 12 zu drücken. Es wird jedoch dafür Sorge getragen, daß ein ausreichender Druck erzeugt wird, um sicherzugehen, daß der Durchlaß 55 im wesentlichen gefüllt ist.

Die von der Mischeinheit Io auf das Material einwirkende Arbeitsleistung wird bestimmt durch die Drehgeschwindigkeit der Rotoren 35 und durch die Temperatur, bei welcher das Material in der Bohrung gehalten wird. Zur Kontrolle der Materialtemperatur in der Bohrung 18 wird die Temperatur der Trommel 14 kontrolliert bzw. gesteuert,und es sind Einrichtungen vorgesehen, welche der Trommel 14 ein flüssiges Kühlmedium, beispielsweise Wasser, zuführen. Zur E_rwärmung der Trommel 14 sind Thermoelemente vorgesehen, welche die Trommeltemperatur messen und die Temperatur steuern bzw. kontrollieren. Die Temperatur der Trommel 16 der Extrudereinheit 12 wird in gleicher Weise kontrolliert. Die Trommel kann durch ein flüssiges Kühlmedium, beispielsweise durch Wasser, gekühlt oder elektrisch beheizt werden.

Bei Betrieb des Extruders 8 kann zwischen der Mischeinheit und der Extrudereinheit 12 ein Temperaturunterschied entstehen. Ein derartiger Temperaturunterschied kann eine Ausdehnung, beispielswei se der Extrudereinheit 12, hervorrufen, so daß die Bohrung 18 bezüglich der Rotoren 36 der Mischeinheit Io etwa um o,25 bis o,38 mm (Io bis 15tausendstel Inch) außer Flucht verschoben wird. Die Befestigung des Tragrahmens für den Rotor 36 an den Schwingungen verhindernden Trägern läßt es zu, daß die Rotoren 36 bei Expansion der Extruder-

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einheit 12 sich ein wenig bewegen können, ohne daß auf die Rotoren eine beträchtliche Belastung einwirkt. Würde man auf die Schwingungen verhindernden Träger verzichten, würde auf die Rotoren eine wesentlich größere Belastung einwirken und dies würde in relativ kurzer Zeit in den Rotoren zu Materialermüdungserscheinungen und damit zu Materialbrüchen führen.

Wenn der Extruder in Betrieb gesetzt wird, um Material durch den Hauptauslaß aus der Bohrung 2o der Trommel 15 der Extrudereinheit 12 zu extrudieren, wird über die Vakuumleitung 7o in der Kammer des Gehäuses 54 an der Rückseite der Bohrung 2o eine Saugwirkung hervorgerufen. Ein Vakuum von etwa 711 bis 752 mm Quecksilbersäule (28 bis 3o Inch of Mercury) kann über die Leitung 7o erzeugt werden. Die Einwirkung dieses Vakuums auf die Kammer des Gehäuses 54 entfernt gasförmige Bestandteile aus dem durch den Extruder zu verarbeitenden Material. Die gasförmigen Bestandteile strömen nach hinten entlang der Bohrung 2o aus dem Bereich des Durchlasses 55 entlang der Schraubenflucht in die Kammer des Gehäuses 54 durch die Vakuumleitung 7o ab. Die Dichtung zwischen der hinteren Platte des Gehäuses 54 und dem Dichtungs·- teil 56 des Extruderrotors sowie die Dichtungsauslaßplatte verhindern einen Lufteintritt in die Kammer von der Atmosphäre her. Das in der Bohrung 18 der Mischeiriheit Io und in der Bohrung 2o der Extrudereinheit 12 vor dem Durchlaß 56 vorhandene zu verarbeitende Material verhindert es, daß atmosphärische Luft durch die Bohrungen 2ο oder 18 hindurchgezogen wird. Zusätzlich zu dieser Vakuumentlüftung können gasförmige Bestandteile über die Entlüftungsöffnung 58 aus dem zu verarbeitenden Material austreten. Falls dies gewünscht sein sollte, kann an der Entlüftungsöffnung 58 eine geringe Saugwirkung hervorgerufen werden,- beispielsweise ein Vakuum von 75 bis loo mm Wassersäule (3 bis 4 inches of water) erzeugt werden. Die

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Entlüftungsöffnung 58 kann jedoch auch direkt in die Atmosphäre führen. Die durch den Vakuumanschluß hervorgerufene Vakuumentlüftung ist insbesondere zur Entfernung von freiem Äthylengas zweckdienlich, wo das verarbeitete Material geschmolzenes Polyäthylen ist, das direkt vom Reaktor dem Extruder zugeführt wird, wobei das Gas zum Reaktor zurückgeführt werden kann. Die Vakuumentlüftung ist ebenfalls nützlich bei der Verarbeitung von wasseranziehenden Materialien, beispielsweise von Acrylonitril-Butadien-Styren-Kopolymer, wobei durch die Vakuumentlüftung Wasserdampf entfernt wird. Durch Anwendung der Vakuumentlüftung erübrigt sich die Notwendigkeit, in das Verfahren eine Vortrockenstufe einführen zu müssen, während der wasseranziehende Materialien in einem separaten Verfahren getrocknet werden, bevor sie der Mischeinheit des Extruders zugeführt werden.

Wenn der Extruder aus dem kalten Zustand angefahren werden muß, oder zur Verarbeitung eines anderen Materials verwendet werden soll oder wenn er in leerem Zustand angefahren werden muß, ist das aus der Mischeinheit Io durch den Durchlaß 55 in die Bohrung 2o eintretende Material ungenügend bzw. mangelhaft gemischt und homogenisiert, da es noch nicht ausreichend intensiv genug durchgearbeitet bzw. durchgeknetet worden ist. Wenn beispielsweise Kunststoffmaterial in Form von festen Kügelchen oder Würfeln dem Einfüllstutzen 52 zugeführt wird, kann das durch den Durchlaß 56 eingebrachte Material einige feste Klumpen aus ungeschmolzenem Material aufweisen. Es ist nicht erwünscht, daß dieses unvollkommen homogenisierte Material durch den auptauslaß aus der Extruder., einheit 12 extrudiert wird. Es besteht dabei die Gefahr, daß die Materialungleichmäßigkeiten die Löcher in einer Pellitisierplatte zusetzen oder eine evtl. verwendete schlitzartige Matri-ze teilweise blockieren. Bei Verwendung von Matrizen bzw. Spritzgußformen mit einer größeren öffnung ist das extrudierte Erzeugnis wahrscheinlich ungleichmäßig ausgebildet

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und daher von minderer Qualität. Eine bisher geübte Praxis besteht darin, die wirksame Matrize vom Ende des extrudierenden Teils zu entfernen und das Material aus dem Ende der Trommel 15 der Extrudereinheit 12 frei austreten zu lassen, bis das aus der Trommel 16 austretende Material gleichmäßige Qualität aufweist. Diese Praxis wirf: jedoch Probleme auf und ist zeitraubend.

Während der anfänglichen Anfahrphase wird die Antriebseinrichtung 52 in Gang gesetzt, um die Ext ruder schnecke -So in einer Drehrichtung anzutreiben, die der normalen Betriebsdrehrichtung entgegengesetzt ist. Auf diese Weise wird das in die Bohrung 2o eingebrachte Material aus dem Durchlaß 56 entlang der Bohrung nach hinten in die Kammer des Gehäuses S4 hineingedrückt. Die Abdeckplatte 74 ist während des Anfahrzustands in geöffneter Stellung und öffnet auf diese Weise den zweiten Auslaß 72 von der Bohrung 2o. Sie erlaubt es, daß das nicht homogene Material aus der Mischeinheit durch den Auslaß 72 austreten kann. Dieses ^aterial kann gesammelt und erneut in den Einfüllstutzen 52 eingegeben werden. Während des Anfahrens des Extruders herrscht in der Kammer des Gehäuses 54 kein Vakuum. Wenn das aus dem zweiten Auslaß 72 austretende Material gleichförmig und von akzeptabler Qualität ist, wird die Platte 74 geschlossen, um die Kammer des Gehäuses 54 abzudichten. Die Antriebseinrichtung 52 wird in Gang gesetzt, um die Extruderschnecke in einer Richtung zu drehen, in der das Material entlang der Bohrung 2o auf den aus der Bohrung 2o herausführenden Hauptauslaß zu nach vorne zu drücken bzw. zu bewegen. Gleichzeitig wird in der Kammer des Gehäuses 54 ein vakuum erzeugt. Durch Drehen der Schnecke So zur Vorwärtsbewegung des Materials in der Bohrung 2o wird das Material größtenteils aus der Kammer des Gehäuses 54 entfernt. Lediglich ein kleiner Materialrest verbleibt im Sekundärauslaß 72, aus dem er jedoch später entfernt werden kann. Die in dieser Weise erfolgende Verwendung eines Sekundärauslasses ist zweckdienlich und vermeidet die problematische Entfernung der Extrudermatrizen vom vorderen Ende des Extruderteils, wie dies bisher üblich war.

Falls man Zugang zur Bohrung 18 der Trommel 14 der Mischeiriheit

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oder zu den Motoren 35 wünscht, wird zunächst das im Extruder 8 enthaltene Material weitestgehend entleert, in dem die Zufuhr in den Einfüllstutzen 52 gestoppt wird und in dem man dafür Sorge trägt, daß die Extrudereinheit 12 und die Mischeinheit Io noch solange weiterarbeiten, bis kein extrudiertes Material mehr aus dem Hauptauslaß der Extrudereinheit 12 austritt. Die Antriebseinheit 52 der Extrudereinheit 12 und der Motor 38 der Mischeinheit Io werden außer Betrieb gesetzt. Der Klemmring wird von den an der Trommel 14 und am Rotortragelement 34 ausgebildeten Flanschen 45 entfernt. Die Druckzylinderanordnung wird dann betätigt, in-dem dem Zylinder 48 Drucköl zugeführt wird, um die Kolbenstange 5o aus dem Zylinder 48 herauszuschieben und auf diese Xtfeise den Wagen 24 von seiner Betriebsstellung gemäß Fig.l nach rechts in seine Ruhestellung gemäß Fig. 2 zu bewegen. Die bisher bekannten Maschinen weisen eine Mischeiriheit und eine Extrudereinheit auf, wobei die Trommel der Mischeinheit von der Trommel der Extrudereinheit in Abstand angeordnet ist und ein Zugang in das Innere der Trommel und zu den Rotoren nur möglich ist, indem die Trommel von den Rotoren entfernt wird, während die Rotoren und ihr Antrieb fest angebracht sind. Wie vorstehend bereits erwähnt, ist es erforderlich, die Trommel mit Kühlmittel zu versorgen bzw. mit Heizeinrichtungen zu versehen sowie mit Thermoelementen und mit den dazu erforderlichen Anschlußdrahten auszustatten. Die bisher bekannten Maschinen müssen für alle diese Dienste bzw. Betriebsmittel mit flexiblen Anschlüssen versehen oder es muß alternativ die Zufuhr der Betriebsmittel unterbrochen werden. Von dieser Maßnahme ist eine große Anzahl von Anschlüssen betroffen, weshalb die Entfernung der Trommel sowohl zeitraubend als auch unbequem ist. Bei dem Erfindungsgegenstand muß zur Bewegung des Tragens, um die Rotoren 36 aus der Trommel 14 zurückzuziehen, nur eine flexible bzw. eine leicht lösbare elektrische Zuleitung zum Elektromotor 38 vorgesehen werden. Hiervon ist jedoch nur ein einziger Anschluß betroffen, weshalb das Problem viel einfacher ist, als im Falle der bisher bekannten Maschinen. Darüber hinaus verlangt es die Verwendung von in Abstand zueinander angeordneten Trommeln für die Mischeiriheit und die Extrudereinheit der bekannten Maschine, daß die Trommeln sowohl der Mischeiriheit als auch der Extrudereiriheit selbst aus-

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reichend starr bzw. stabil ausgebildet sein müssen, um den während des Betriebs der Maschine erzeugten Beanspruchungen standzuhalten. Die integrale (kompakte) Ausbildung der Trommelst ruktur bedeutet, daß die Trommel 16 der Extrudereiriheit 12 in bezug auf ihre Festigkeit bessere Ergebnisse zeitigt aufgrund der Tatsache, daß sie an der Trommel 14 der Mischeinheit Io befestigt ist und umgekehrt. Die erforderliche Festigkeit wird dabei durch die Verwendung von weniger Metall erzielt. Die integrale (kompakte , einstückige) Trommelstruktur bedeutet, daß die Bohrungen der Trommel 14 der Mischeiriheit Io näher an der Bohrung der Trommel 16 der Extrudereinheit 12 angeordnet werden kann, als dies bei den bisher bekannten Maschinen möglich ist, was zu einem kürzeren Verbindungsweg zwischen den Bohrungen der beiden Trommeln 14, 16 führt, als dies bei den bisher bekannten Extrudern der Fall ist. Dieser kürzere Verbindungsweg verursacht wesentlich kleinere Strömungsverluste bei dem ihn durchströmenden Material, als bei den bisher bekannten Maschinen, und führt dazu, den Materialfluß durch den Extruder besser kontrollieren bzw. steuern zu können, als dies bei den bekannten Extrudern möglich ist.

Obwohl die Öffnung 58 des vorstehend beispielhaft erläuterten Extruders in erster Linie als Entlüftungsöffnung gedacht ist, kann sie auch zur Einbringung zusätzlicher Materialien in den Extruder verwendet werden. Bei der Herstellung von glasfiberverstärkten extrudierten Kunststoffen ist es beispielsweise erforderlich, das Kunststoffmaterial intensiv durchzuarbeiten bzw. durchzukneten. Andererseits führt ein intensives Durchkneten des Materials dazu, die Glasfasern in unerwünscht kleine Längen zu zerbrechen. Demgemäß ist es wünschenswert, die Glasfasern in das Kunststoffmaterial während einer Verfahrensstufe einzubringen, nachdem das Kunststoffmaterial bereits den größten Teil seines intensiven Durcharbeitens hinter sich hat. Dies kann dadurch erreicht werden, indem die Glasfasern dem Extruder durch die öffnung 58 zugeführt werden. In der Trommel 14 der Mischeiriheit Io oder in der Trommel 16 der Extrudereiriheit 12 können auch an an-deren Stellen Öffnungen vorgesehen sein, um Zusätze einbringen oder um das Material entlüften zu können, falls dies erwünscht sein sollte. Diese Maßnahmen

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müssen jedoch mit größter Sorgfalt getroffen werden, um die in der Fachsprache mit dem sogenannten "vent plugging" bezeichnete Erscheinung zu vermeiden, welche zu einer geringen Qualität des extrudierten Materials führen kann.

Zusammengefaßt betrifft der Erfindungsgegenstand somit eine Extrude rvorriehtungkur Verarbeitung von thermoplastischen Materialien, die einen an einem mit Hilfe einer Druckzylinderanordnung betätigbaren Wagen befestigten Rotor aufweist. Der wagen ist mit Schwingungen verhindernden bzw. Schwingungen entgegenwirkenden Befestigungselementen versehen, um die am Rotor wirkenden Belastungen zu reduzieren. Eine Gasentlüftungskammer wirft mit einer in ihrer Drehrichtungjumkehrbaren Extruderschnecke und einer Abfallbeseitigungsanördnung derart zusammen, daß das Material vor unerwünschter Verunreinigung oder vor unvollkommen durchgeführter Vermischung bewahrt wird.

Vorstehend ist nur eine bevorzugte Äusführungsform der Erfindung in Bild und Wort erläutert. Selbstverständlich kann der Fachmann Änderungen und Abwandlungen dieser Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes vornehmen, ohne daß er hierdurch den Rahmen der Erfindung verläßt. ■

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Claims

Patentansprüche

/1.jSchneckenextrudervorrichtung zum gleichmäßigen Mischen und V^/Extrudieren von thermoplastischem Material mit einem Einfüllstutzen zum Einbringen von thermoplastischem Material in die Vorrichtung, mit wenigstens einem in einer Mischungsbohrung der Vorrichtung angeordneten Rotor zum Mischen des in die Vorrichtung eingebrachten thermoplastischen Materials und mit einer in einer mit der Mischungsbohrung in Verbindung stehenden 3xtruderbdhrung der Vorrichtungangeordneten Extruderschnecke, gekennzeichnet durch eine über dem hinteren Ende der Extruderschnecke (6o) angeordnete abdichtbare Vakuumkammer (64), durch eine an der Vakuumkammer (54) angebrachte, das Entweichen von gasförmigen Bestandteilen aus dem Material während des Betriebs der Vorrichtung (S) ermöglichende Vakuumleitung (7o), durch einen aus der abdichtbaren Vakuumkammer (54) herausführenden Abfallauslaß (72.) sowie durch eine Einrichtung zur Umkehr der Drehrichtung der Extruderschnecke (So), um unerwünschtes Material vor seinem Extrudieren durch die Schneckenbohrung (2o) zu dem in der Vakuumkammer (64) ausgebildeten Auslaß (72) hin zu bewegen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extruderbohrung (64) zur Ausscheidung von aus dem thermoplastischen Material während des Betriebs der Vorrichtung austretenden Gasen einen Durchlaß (7o) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischrotor (36), der drehbar an einem Wagen (24) gelagert ist, welch letzterer zur Ermöglichung von Reparaturen und Reinigungsarbeiten an der Vorrichtung und zur hierfür erforderlichen Verschiebung des Rotors (36) gegenüber der Bohrung (18) auf die Bohrung (18) zu bewegbar bzw. von diesex weg bewegbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (24) an eine übermäßige Beanspruchung des Mischrotors (36) in der Mischungsbohrung (18) der Vorrichtung (8) verhindernden. Schwingungen unterbindenden bzw. Schwingungen entgegenwirkenden Befestigungslagern (32) gehaltert ist.

609829/0789

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