DE2836940C2

DE2836940C2 - Innenmischer zum Kneten von plastischen Massen, insbesondere von Gummi

Info

Publication number: DE2836940C2
Application number: DE2836940A
Authority: DE
Inventors: Hanns-Martin Dipl.-Ing. 7015 Korntal Schmid; Werner Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Wiedmann
Original assignee: Werner & Pfleiderer, 7000 Stuttgart
Current assignee: SIG Plastics GmbH and Co KG
Priority date: 1978-08-24
Filing date: 1978-08-24
Publication date: 1982-04-08
Also published as: JPS631093B2; IT1121924B; FR2434018A1; DE2836940A1; JPS5531495A; US4234259A; ES483542A0; SU967268A3; GB2028153A; ES8100954A1; FR2434018B1; GB2028153B; IT7923847A0

Description

Die Erfindung betrifft einen Innenmischer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem derartigen, aus der US-PS 25 59 418 bekannten Innenmischer weist jede Schaufel einen Haupt-Förder- und Misch-Flügel auf, der sich wenigstens über die Hälfte der axialen Länge der Mischkammer erstreckt und an seinem anströmseitigen Ende jeweils an der zugeordneten Stirnseite der Schaufel endet, während er an seinem abströmseitigen Ende einen entsprechend breiten stirnseitigen Durchlaß zur zugeordneten Stirnwand des Gehäuses begrenzt. Der Steigungswinkel der Flügel beträgt ungefähr 60 bis 70°. Die Energieeinleitung in das zu behandelnde Material, in der Regel also Gummi, ist bei diesem bekannten Innenmischer, der auch als Gummikneter bezeichnet

ίο wird, gut Es hat sich allerdings gezeigt, daß verhältnismäßig hohe Materialtemperaturen auftreten können, was auf einen zu geringen inneren Wärmeübergang zurückzuführen ist.
Die gleichen Probleme tauchen bei einem ähnlichen, aus der DE-PS 7 38 787 bekannten, in der Praxis immer noch in großem Umfang eingesetzten Innenmischer auf, bei dem jede Schaufel zwei Haupt-Förder- und Misch-Flügel aufweist von denen jeweils einer von jeder Stirnseite nach innen verläuft. Der Steigungswinkel dieser Flügel beträgt ungefähr 60°. Ihr anströmseitiges Ende endet jeweils an der zugeordneten Stirnseite der Schaufel. Dem abströmseitigen Ende der Hauptflügel sind jeweils Hilfsflügel vor- bzw. nachgeordnet, die unter dem gleichen Steigungswinkel, aber mit entgegengesetzter Steigungsrichtung angestellt sind.

Aus der DE-OS 20 59 844 ist ein Innenmischer zum Kneten von plastischen Massen, insbesondere von Gummi, mit zwei in einer Mischkammer achsparallel angeordneten, antreibbaren, mit Schaufeln versehenen Wellen bekannt, wobei jede Schaufel mit zwei schraubenlinienförmig verlaufenden Haupt-Förder- und Misch-Flügeln versehen ist. Die Schaufeln sind an ihren stirnseitigen Enden mit sich über den vollen Durchmesser erstreckenden Endplatten versehen, an die die jeweiligen Flügel anschließen. Um Druckspitzen in diesem Bereich abzubauen, die zu einem Austritt der plastischen Massen aus der Mischkammer führen können, sind die Flügel im Bereich der jeweils zugeordneten Endplatte mit einem radialen Einschnitt versehen, durch den ein Druckabbau erfolgen kann.

Aus de.· DE-PS 16 79 879 ist ein Innenmischer bekannt, dessen Schaufeln jeweils einen konisch verlaufenden Schaufelkern aufweisen, wodurch eine genau definierte und sehr intensive Axialströmung erzeugt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Innenmischer gemäß dem Oberbegriff der Patentanspruchs 1 in seiner Schaufelgeometrie so zu verbessern, daß durch eine Erhöhung der Materialbewegung die Temperaturverteilung vergleichmäßigt und der Wärmeübergang erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1 gelöst. Dadurch, daß der verhältnismäßig lang ausgebildete mindestens eine Haupt-Förder- und Misch-Flügel an seinem anströmseitigen Ende frei von der Stirnseite ist, wird hier ein Stromaufteilungsknoten gebildet, so daß eine ständige Aufteilung, radiale Umschichtung durch Querströmung und Wiederzusammenführung des Maierials bewirkt wird. Dadurch, daß der Steigungswinkel verringert und gleichzeitig die Spaltweite zwischen Flügel und Gehäuseinnenwand vergrößert wird, wird der radiale Spaltwiderstand verringert, was zu einer starken Spaltleckage führt.

Damit erhöht sich die tangentiale und axiale Stromteilungshäufigkeit unter gleichzeitiger starker radialer Umwälzung des Materials. Durch diese Maßnahmen wird zum einen eine relativ gute innere Temperaturver-

teilung erreicht, die durch normale Wärmeleitung aufgrund der niedrigen Wärmeleitfähigkeit solcher Materialien, wie Gummi, nicht erreichbar ist. Zum anderen wird durch ständige Grenzschichterneuerung auch ein guter Wärmeübergang zum (gekühlten) Gehäuse und zur zumindest aus wärmeleitendem Metall bestehenden und oft auch gekühlten Schaufel bewirkt.

Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung wird nachfolgend durch Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt ddrch einen Innenmischer,

Fig.2 einen vertikalen Querschnitt durch ein Teil eines Innenmischers mit einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaufeln gemäß der Schnittlinie 11-11 in Fig. 3,

F i g. 3 einen Horizontalschnitt gemäß der Schnittlinie 11I-III in Fig.2.

Fig.4 eine Abwickiung einer Schaufel nach den F i g. 2 und 3,

Fig. 5 bis 7 Darstellungen entsprechend den Fig. 2 bis 4 gemäß den Schnittlinien V-V und Vl-VI für eine andere Schaufel gemäß der Erfindung und

F i g. 8 bis 10 Darstellungen entsprechend den F i g. 2 bis 4 gemäß den Schnittlinien VIU-VIII und IX-IX für eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäGen Schaufel, wobei in F i g. 8 und 9 die Schaufeln jeweils um 180° um ihre Längsachse gegeneinander verdreht sind.

Gemäß dem in F i g. 1 dargestellten Grundaufbau, d^r für alle Ausführungsbeispiele gelten kann, weist ein Innenmischer ein Gehäuseoberteil 1 und ein Gehäuseunterteil 2 auf. das auf einem Maschinenständer 3 ruht. In dem Gehäuse 1, 2 ist eine Mischkammer 4 angeordnet, deren Wand 5, 6 die Form zweier achsparallel zueinander und horizontal angeordneter Zylinder hat, die einander berühren oder in geringem Maße durchdringen.

In der Nähe der Wand 5, 6 der Mischkammer 4 sind im Gehäuseoberteil 1 und im Gehäuseunterteil 2 jeweils Kühlkanäle 7 vorgesehen. Der Mischkammer 4 kann ein Mischgut mittels eines Stempels 8 von oben unter Druck zugeführt werden, der mittels eines nicht dargestellten hydraulischen Arbeitszylinders über eine Kolbenstange 9 betätigbar ist. Bei hochgefahrenem Stempel wird das Mischgut, beispielsweise Rohgummi, durch eine hierzu in eine — gestrichelt dargestellte — Öffnungsstellung geschwenkte Einfüllklappe 10 eingegeben. Durch eine weitere Einfüllöffnung 11 können in das Grundmaterial einzuarbeitende (pulverförmige) Komponenten, insbesondere also Zuschlagstoffe, zugegeben werden.

In der Mischkammer 4 sind konzentrisch zur jeweiligen Wand 5 bzw. 6 Wellen 12, 13 derart angeordnet, daß ihre Achsen 14, 15 horizon'al und parallel zueinander verlaufen. Sie fallen mit den beiden erwähnten Achsen der die beiden Wände 5 bzw. 6 bildenden Zylinder zusammen. Auf den Wellen 12, 13 sind — in Fig. 1 nur angedeutete — Knetschaufeln angebracht, die in verschiedenen Ausführungsformen weiter unten noch beschrieben werden.

Der untere Sattel der Mischkammer 4 ist als um eine Achse 16 gemäß dem Pfeil 17 nach unten wegschwenkbarer Klappsattel 18 ausgebildet, der in der hochgeschwenkten Betriebsstellung mittels einer hydraulisch betätigbaren Verriegelungsvorrichtung 19 gehalten wird. Die von dem Klappsattel 18 während des Betriebes gemäß der Darstellung in Fi g. 1 verschlossene untere Öffnung 20 dient zum Entleeren der Mischkammer4 nach dem Misch- und Knetvorgang.

Die Wellen 12, 13 werden gegensinnig entsprechend den Drehrichtungspfeilen 21, 22 angetrieben, und zwar so, daß sich die weiter unten noch zu beschreibenden Knetschaufeln bzw. die Wellen 12, 13 in dem einander benachbarten bzw. berührenden Bereich nach unten bewegen.

Die Wellen 12, 13 sind jeweils in Lagern 23, 24

ίο drehbar gelagert, die an den die Mischkammer 4 stirnseitig abschließenden Stirnwänden 25, 26 angebracht sind. Der Antrieb erfolgt in der üblichen Weise von einem nicht dargestellten Antriebsmotor über ein ebenfalls nicht dargestelltes Verteilergetriebe. Die

ii Teilungsebene zwischen Gehäuseoberteil 1 und Gehäuseun'erteil 2 fällt selbstverständlich mit der Ebene zusammen, die durch die beiden Achsen 14, 15 aufgespannt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 2 bis 4 ist mit der jeweiligen Welle 12, 13 eine Misch- und Knetschaufe! 27 bzw. 27' verbunden. Sie weist einen zylindrischen Schaufelkern 28 bzw. 28' auf, der sich jeweils über die Länge L der Mischkammer 4 erstreckt, wobei selbstverständlich jeweils stirnseitig ein geringes Laufspiel frei bleibt. Auf jedem Schaufelkern 28,28' sind zwei Haupt-Förder- und Misch-Flügel 29, 30 bzw. 29', 30' angebracht. Diese Flügel 29, 30 bzw. 29', 30' weisen — wie aus F i g. 2 hervorgeht — einen solchen Querschnitt auf, daß ihre jeweilige, in Drehrichtung 21 bzw. 22 voreilende, also vom Mischgut beaufschlagte Flanke 31, 32 bzw. 3Γ, 32' konvex ist. Die jeweils nacheilende Flanke i3, 34 bzw. 33', 34' ist ebenfalls leicht konvex ausgebildet.

Die Flügel 29, 30 einerseits auf dem Schaufelkern 28 und die Flügel 29 , 30' andererseits auf dem anderen Schaufelkern 28' sind so angeordnet, daß jeweils die Flügel 29 und 29' bzw. 30 und 30' ein Paar bilden, die einander tangierend umlaufen, d. h., beim Umlauf der Schaufeln 27, 27' bewegen sich die jeweiligen Kämme 35 und 35' einerseits bzw. 36 und 36' der Flügel andererseits nach An einer Abrollbewegung — auch wenn sie hierbei einander nicht berühren — aneinander vorbei. Die Schaufeln 27, 27' werden mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben, um die Zufälligkeit der Quermischwirkung zu erhöhen. Wenn die Schaufeln 27, 27', bezogen auf die Darstellungen in den F i g. 2 und 3, um 90° um die Achsen 14 bzw. 15 gegeneinander verdreht sind und mit gleicher Drehzahl angetrieben werden, dann können sie auch ineinandergreifend

so betrieben werden.

Wie sich aus der Darstellung einer Abwicklung in Fig.4 ergibt, begrenzt jeder Flügel 29 bzw. 30 auf einem Schaufelkern 28 an seinem in Drehrichtung 21 voreilenden Ende einen stirnseitigen Durchlaß 37, 37' bzw. 38, 38', dessen axiale Länge a ist. Dieses in Drehrichtung 21, 22 voreilende Ende des entsprechenden Flügels ist ein Stromaufteilungsknoten 37a, 38a bzw. 37'a,38'a.

Jeder Flügel 29, 30 bzw. 29', 30' verläuft von diesem

eo stirnseitigen Durchlaß 37, 38 bzw. 37', 38' entgegen der Drehrichtung 21 bzw. 22 unter einem Steigungswinkel <x gegenüber der tangentialen Umfangsrichtung, die also parallel zur jeweiligen Drehrichtung 21 bzw. 22 verläuft.

Dieser Steigungswinkel α ist unter anderem ein Maß für die Förderwirkung der Flügel in Richtung der Achsen 14 bzw. 15.

Die auf eine (gedachte) Ebene durch die jeweilige Achse 14 bzw. 15 projizierte Länge eines jeden Flügels

29, 30 bzw. 29', 30' isl mil / bezeichnet. Am abströmseiligen Ende enden die Flügel ebenfalls wieder mit Abstand b=L—l— a vor der benachbarten Stirnwand.

Jedem stirnseitigen Durchlaß 37,38 bzw. 37', 38'ist — bezogen auf die jeweilige Drehrichtung 21 bzw. 22 — ein an der zugeordneten Stirnseile des Schaufelkerns 28 bzw. 28' beginnender Abstreifer 39, 40 bzw. 39', 40' nachgeordnet, dessen auf die erwähnte Axialebene projizierte Länge /' mindestens gleich, zweckmäßigerweise aber etwas größer ist als a, so daß sich im Bereich des jeweiligen stirnseitigen Durchlasses 37, 38 bzw. 37', 38' kein stehender Materialring bilden kann. Die Querschnitlsausbildung dieser Abstreifer 39, 40 bzw. 39', 40' und deren Neigung unter einem Winkel α gegenüber der Umfangsrichtung ist gleich wie bei den jeweiligen Schaufeln 29,30 bzw. 29', 30'.

Der Durchmesser der Mischkammer 4 ist — gemessen durch die Achsen 14 bzw. 15 — jeweils D. Zwischen den Kämmen 35, 36 bzw. 35', 36' der Flügel 29, 30 bzw. 29', 30' und der jeweils zugeordneten Wand 5 bzw. 6 der Mischkammer 4 isl ein Spiel s; dies gilt gleichermaßen auch für die Abstreifer 39, 40 bzw. 39', 40'.

Für die vorstehend erläuterten Größen gelten folgende Beziehungen:

UD =	1,25 ±0,10
l/L =	0,50 bis 0,70
a/L =	0,15 bis 0,35
*Λ =*	35° ± 5^f
s/D =	0.0275 + 0.0075

Wie sich aus den in F i g. 4 eingezeichneten Strömungspfeilen 41, 42, 43, 44 ergibt, wird das zu behandelnde Gut. in der Regel also Gummi, vor jedem stirnseitigen Durchlaß 37, 38 bzw. 37', 38' durch den entsprechenden Stromaufteilungsknoten 37a, 38a bzw. 37'a, 38'a aufgeteilt, so daß ein Teil des Mischgutes entsprechend den Strömungspfeilen 42 bzw. 44 durch den entsprechenden Durchlaß sirömt. während der andere Teil des zu behandelnden Gutes entsprechend dem Strömungspfeil 41 bzw. 43 an der jeweils voreilenden Flanke 31 bzw. 32 entlangströmt. Weiterhin ergibt sich aus dieser Darstellung in Fig.4, daß das zu behandelnde Gut bei jeder Umdrehung einer Welle 12 bzw. 13 insgesamt zweimal von der Mitte aus zu den Stirnseiten hin axial verschoben wird, wobei es gleichzeitig wiederum zweimal in Teilströme aufgeteilt wird. Es erfolgt also eine außerordentlich intensive Durchmischung mit einer ständigen Umschichtung des Materials und einer ständigen Grenzschichterneuerung, ■so dsß im Materia! auftretende Temperaturspit?en sofort durch die entsprechende Verteilung wieder abgebaut werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 5 bis 7 werden gleiche Bezugsziffern verwendet wie in den vorhergehenden Figuren, soweit es sich um gleiche Teile handelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind auf den Wellen 12, 13 Schaufeln 45, 45' angebracht deren Schaufelkerne 46, 46' kegelstumpfförmig ausgebildet sind, wobei ihr Neigungswinkel β etwa 80° ist Auf jedem Schaufelkern 46 bzw. 46' ist ein Haupt-Förderund Misch-Flügel 47 bzw. 47' angebracht der an seinem anströmseitigen. also voreflenden Ende zur zugehörigen Stirnwand 26 bzw. 25 einen sttrnseitigen Durchlaß 48 bzw. 48' von der axialen Lange a begrenzt Das anströmseitige Ende bildet auch hier also einen Stromaufteilungsknoten 48a bzw. 48'a. Der Flügel endet mil Abstand von der zugehörigen Stirnwand. Diesem abströmseitigen Durchlaß isl jeweils in Drehrichtung 21 bzw. 22 wieder ein Abstreifer 49 bzw. 49' nachgeordnet. ■5 Weiterhin ist auf jedem Schaufelkern 46 und 46' ein Haupt-Förder- und Misch-Flügel 50 bzw. 50' angebracht, der sich von der dem stirnseiligen Durchlaß 48 bzw. 48' zugeordneten Stirnseile über mehr als die halbe axiale Länge des Schaufelkerns erstreckt, der also auch den jeweiligen stirnseiligen Durchlaß 48 bzw. 48' axial überdeckt, also auch Abstreiferfunktion hat.

Dem Flügel 50 bzw. 50'ist in Drehrichtung 21 bzw. 22 jeweils ein sehr kurzer Anströmflügel 51 bzw. 5Γ nachgeordnet, der — soweit es um seine axiale Länge geht — gleichermaßen wie ein Abstreifer ausgebildet ist. Diesem Anströmflügel kommt naturgemäß nicht die Funktion eines Abstreifen, sondern die Aufgabe zu. Totraumbildungen zu verhindern.

Die Flügel 47 bzw. 47', 50 bzw. 50', die Abstreifer 49 und 49'und die Anströmflügel 51 und 5Γ sind — wie sich insbesondere aus F i g. 7 ergibt — unter einem Winkel λ gegenüber der langentialen Umfangsrichiung, die ebenfalls also wieder parallel zur jeweiligen Drehrichtung 21 bzw. 22 verläuft, angestellt. Hierbei verläuft jeweils der Flügel 50 bzw. 50' von der zugeordneten Stirnwand 25 nach innen zu entgegen der Drehrichtung 21. Der andere Flügel 47 bzw. 47' verläuft parallel hierzu, aber um etwa 180° auf dem Umfang des Schaufelkerns versetzt. Die Abstreifer 49 bzw. 49' und die Anströmflügel 51 bzw. 5Γ verlaufen entgegengesetzt, wie sich ebenfalls wiederum am anschaulichsten aus F i g. 7 ergibt.

Die Ausgestaltung der beiden Schaufeln 45, 45' ist völlig identisch; sie sind lediglich — wie sich aus F i g. 6 ergibt — um 180° gegeneinander versetzt in die Mischkammer eingesetzt.

Wie sich aus F i g. 6 ergibt, haben die Flügel 47, 50 bzw. 47', 50'. die Abstreifer 49 bzw. 49' und die Anströmflügel 51 bzw. 51' eine Steigung, die genau entgegengesetzt der Neigung des jeweiligen Schaufelkerns 46 bzw. 46' verläuft, so daß sich die in F i g. fa strichpunktiert dargestellten Einhüllenden 52 bzw. 52' ergeben. Diese Einhüllenden verlaufen also ebenfalls kegelstumpfförmig. Dies hat zur Folge, daß das Wandspiel der Flügel bzw. Anströmflügel bzw. Abstreifer über die axiale Länge der Schaufeln gesehen jeweils variiert, und zwar von einem geringsten Wandspiel s\ zu einem größten Wandspiel 52. Das mittlere Wandspiel beträgt auch hier 5.

Für diese Ausführungsform gelten folgende Bezie-

hungen:

UD = 1/L = a/L =

Λ =

s/D =

U5±0,10
0.50 bis 0,70
0.15 bis 0,35
35°+5°
0,0275 + 0,0075
1/3,5

Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß der Querschnitt der Flügel, der Anströmflügei und der Abstreifer auch hier wieder prinzipiell der gleiche ist wie er bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 2 bis 4 gegeben ist

Im Bereich des jeweils größeren Kerndurchmessers ist die Druckzone, während im Bereich des kleineren Kerndurchmessers die weitgehend drucTdose Zone ist Wie sich bereits aus den obigen Darlegungen ergibt ist

jeweils im Bereich der Druckzone das Radialspiel der Flügel und dergleichen am größten, so daß dieses große Spiel eine hohe tangentiale Leckrate ermöglicht. Dagegen bewirkt das geringe radiale Spiel in der drucklosen Zone eine gute Abstreifung zur Vermeidung von Anbackungen an den Wänden 5, 6 der Mischkammer^

Die sogenannte Kernprogression, d. h., die konische Ausbildung der Schaufelkerne 46 bzw. 46', unterstützt eine starke Axialströmung, wie sie aus den Strömungspfeilen 53, 54, 55, 56 in Fig. 7 sich ergibt. Die Gegenförderung entsprechend dem Strömungsrichtungspfeil 54 relativ zu dem Strömungsrichtungspfeil 53 ergibt sich daraus, daß — wie oben schon erwähnt wurde — die beiden Schaufeln gegeneinander versetzt angeordnet sind. Dem Flügel 50 der Welle 12 folgt beispielsweise der Flügel 47 der Welle 13 mit entgegengesetzter Förderrichtung. Der Anströmflügel 51 bzw. 51' verhindert in diesem Zusammenhang, daß sich tote Zonen im jeweiligen drucklosen Gebiet bilden.

Während bei der Ausgestaltung nach den F i g. 2 bis 4 der Abstand der beiden Achsen 14, 15 auf jeden Fall größer als D—2s sein muß, dami« die erläuterte tangierende Ausbildung der Schaufeln überhaupt möglich ist, ist er bei der nachfolgend zu beschreibenden Ausgestaltung nach den F i g. 8 bis 10 deutlich kleiner, so daß eine sogenannte ineinandergreifende Schaufelgeometrie entsteht. Da die Ausgestaltung des Gehäuses und der Wellen mit Ausnahme der Schaufeln wiederum die gleiche ist wie bei den Ausfühfungsbeispielen nach den F i g. 2 bis 4 und 5 bis 7, werden trotz dieses einen Unterschiedes zur Vereinfachung der Beschreibung wiederum die gleichen Bezugsziffern in der Zeichnung verwendet, Su daß auf eine erneute Erläuterung verzichtet werden kann.

Auf den Wellen 12, 13 sind Schaufeln 57, 57' mit wiederum zylindrisch ausgebildeten Schaufelkernen 58, 58' angebracht. Auf jedem Schaufelkern 58, 58' ist ein Haupt-Förder- und Misch-Flügel 59 bzw. 59' angebracht, die beide — wie sich aus F i g. 9 ergibt — parallel zueinander verlaufen. Beide begrenzen wiederum an ihrem anströmseitigen Ende, d. h„ an ihrem in Drehrichtung 21 bzw. 22 voreilenden Ende, dem Stromaufteilungsknoten 60a bzw. 60'a, einen stirnseitigen Durchlaß 60 bzw. 60', der eine axiale Länge a bis zur zugehörigen Stirnwand 25 bzw. 26 hat. Axial gesehen sitzt jeder Flügel 59 bzw. 59' etwa mittig auf dem Schaufelkern 58 bzw. 58', so daß der Abstand am abströmseitigen Ende zur zugeordneten Stirnwand

L/D =	l,25±0,10
l/L =	0,50 bis 0,70
a/L =	0,15 bis 0,35
*Oi =*	35° ±5°
s/D =	0,0275 + 0,0075

ebenfalls etwa a ist.

Etwa parallel zu jedem Flügel 59 bzw. 59' und um etwa 180° auf dem Umfang des zugehörigen Schaufelkerns 58 bzw. 58' versetzt, ist auf jedem Schaufelkern ein weiterer Haupt-Förder- und Misch-Flügel 61 bzw. 6Γ angebracht, der sich einerseits jeweils über die volle axiale Länge des Schaufelkerns 58 bzw. 58' erstreckt, der andererseits aber jeweils eine Durchbrechung 62 bzw. 62' aufweist, die ein kämmendes Ineinandergreifen

ίο der einander zugeordneten Flügelpaare 59 und 62' bzw. 59' und 62 ermöglichen, wie sich insbesondere aus F i g. 9 ergibt. Durch diese Durchbrechungen 62 bzw. 62' werden Teilflügel 61a und 616 bzw. 61'a und 61'fc andererseits gebildet. Für die oben bereits angegebenen

geometrischen Größen gelten hier folgende Beziehungen:

20 Wie sich aus den in Fig. 10 eingezeichneten Strömungspfeilen 63, 64 ergibt, tritt auch bei dieser Ausgestaltung jeweils eine intensive Axialströmung auf, wobei jeweils am stirnseitigen Durchlaß 60 bzw. 60', also am Stromaufteilungsknoten 60a bzw. 60'a, eine Aufteilung des Materialstroms stattfindet. Da die jeweils andere Welle sich entgegengesetzt dreht, tritt dort gleichzeitig eine entgegengesetzt gerichtete Axialströmung auf. Aufgrund des großen Wandspiels s tritt eine hohe tangentiale Leckrate auf. Durch das Abwälzen der Flügel 59 bzw. 59' in der jeweiligen Durchbrechung 62' bzw. 62 des entsprechenden Flügels 61' bzw. 6i tritt eine starke Druckverformung des zu behandelnden Materials mit einer radial gerichteten Umschichtung auf.

Auch bei dieser Ausgestaltung weisen die Flügel den prinzipiell gleichen Querschnitt auf, wie er oben bereits für das Ausführungsbeispiel nach den Fig.2 bis 4 erläutert wurde.

Bei sämtlichen Schaufeln werden in der Regel die Welle, der Schaufelkern und die Flügel einschließlich eventueller Abstreifer einstückig, beispielsweise als Gußteil, hergestellt

Die Schaufeln sind in der Regel hoch ausgebildet, um kühlbar zu sein. Dies ist in F i g. 8 angedeutet, wo in den Wellen 12, 13 Kühlwasserzuführkanäle 65, 65' erkennbar sind.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen 230214/443

Claims

Patentansprüche:

1. Innenmischer zum Kneten von plastischen Massen, insbesondere von Gummi, iiiit zwei in einer Mischkammer achsparalle! angeordneten, gegensinnig antreibbaren, mit Schaufeln versehenen Wellen, wobei jede Schaufel mindestens einen schraubenlinienförmig verlaufenden und sich wenigstens über die Hälfte der axialen Länge der Mischkammer erstreckenden Haupt-Förder- und Misch-Flügel aufweist, der an seinem einen Ende einen stirnseitigen Durchlaß zur zugeordneten Stirnwand des Gehäuses begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der stirnseitige Durchlaß (37, 37'; 38, 38'; 48, 48'; 60, 60') am anströmseitigen Ende des Haupt-Förder- und Misch-FIügels (29, 30, 29', 30'; 47, 47'; 59, 5S') unter Bildung eines Stromaufteilungsknotens (37a, 37'a; 38a. 38'a; 48a, 48'a; 60a, 60'a; ausgebildet ist, daß der Steigungswinkel (α) des Flügels (29,30,29', 30'; 47,47',-59,59') höchstens 40* beträgt und daß das Verhältnis des mittleren Wandspiels (s)zum Durchmesser (D)der Mischkammer (4) mindestens 0,02 ist.

2. Innenmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel (27,27') über den Umfang verteilt zwei Haupt-Förder- und Misch-Flügel (29, 30 bzw. 29', 30') aufweist, die gegensinnig zueinander angeordnet sind.

3. Innenmischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf die Drehrichtung (21 bzw. 22), jedem stirnseitigen Durchlaß (37, 38 bzw. 37', 38') ein auf dem Schaufelkern (28 bzw. 28') ausgebildeter Abstreifer (49 bzw. 49') nachgeordnet ist.

4. Innenmischer nach Anspruch 1, mit tangierender Ausbildung der Schaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (45, 45') einen konisch verlaufenden Schaufelkern (46, 46') aufweisen und daß der mindestens eine Flügel (47, 47') in Richtung des zunehmenden Schaufeikerndurchmessers ein zunehmendes Wandspiel (s)aufweist.

5. Innenmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel (λ) 35° ±5° beträgt.

6. Innenmischer nach Anspruch 1 mit ineinandergreifender Ausbildung der Schaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel (57, 57') zusätzlich mit einem sich über die volle axiale Länge (L) erstreckenden Haupt-Förder- und Misch-Flügel (61, 61') versehen ist, der jeweils eine Durchbrechung (62, 62') für den jeweils anderen Flügel (59, 59') der jeweils anderen Schaufel (57', 57) aufweist.

7. Innenmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis der axialen Länge (a) des stirnseitigen Durchlasses (37, 37'; 38, 38'; 48,48'; 60,60') zur axialen Länge (L)der Mischkammer (4) gilt a/L = 0,15 bis 0,35.