DE3117680A1 - "MACHINES FOR THE PRODUCTION AND PROCESSING OF RUBBER AND PLASTIC MIXTURES" - Google Patents

"MACHINES FOR THE PRODUCTION AND PROCESSING OF RUBBER AND PLASTIC MIXTURES"

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Edgar Ing.(grad.) 3057 Neustadt Stenzel
Gerhard Ing.(grad.) 3008 Garbsen Thurow
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Stenzel Edgar Ing(grad) 3057 Neustadt De Thu
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Description

Continental Gummi-Werke Aktiengesellschaft, 3000 HannoverContinental Gummi-Werke Aktiengesellschaft, 3000 Hanover

Maschinen zum Herstellen und Bearbeiten τοη Kautschuk- und Kunststoffmischungen Machines for producing and processing τοη rubber and plastic mixtures

Die Erfindung bezieht eich auf Maschinen zum Herstellen und Bearbeiten von Kautschuk- und Kunststoffmischungen, mit zwei in einem geschlossenen Gehäuse achsparallel gelagerten, Bit gegensinnig steigender. Profilierung versehenen und gegenläufig iueinander antreibbaren Botoren.The invention relates to machines for manufacturing and processing of rubber and plastic compounds, with two in a closed housing parallel to the axis, bit in opposite directions increasing. Profiling provided and opposite one another drivable motors.

Diese im Gegensatz etwa zu Mischwalzwerken mit frei zugänglichen Walzen als Innenmischer bezeichneten Maschinen werden in der kautschuk- und kunststoffverarbeitenden Industrie in weitem Umfange mit Vorteil sowohl zum Kneten und Plastifizieren des Rohkautschuks und anderer Stoffe als auch zum Herstellen der Grundmischlingen bis zum Regenerieren von Altgummi und Fabrikationeabfällen eingesetzt. Tür ihre Wirtschaftlichkeit, die Intensität und Gleichmäßigkeit des Mischvorganges sind neben anderen Kriterien vor allem die Querschnittegestaltung und gegen »itige Zuordnung der beiden Rotoren von großer Bedeutung. In dem Streben nach günstigen Arbeitsergebnissen unter den verschiedenartigsten Ausgangebedingungen ist daher schon eine außerordentliche Vielfalt an Rotorformen entstanden und zumindest zum Teil auch in die Praxis eingeführt, wobei den realen Vorteilen in vielen Fällen allerdings der Nachteil einer allzuengen Spezialisierung gegenübersteht. Nac1 dem Zusammenspiel der Rotoren, ob tangierend oder ineinandergreifend, und nach der Art ihres Ein-In contrast to mixing mills with freely accessible rollers, these machines are called internal mixers, and are widely used in the rubber and plastics processing industry for kneading and plasticizing raw rubber and other materials as well as for the production of the basic mixtures through to the regeneration of old rubber and manufacturing waste used. For their economic efficiency, the intensity and uniformity of the mixing process, in addition to other criteria, above all the cross-section design and the relative assignment of the two rotors are of great importance. In the pursuit of favorable work results under the most varied of starting conditions, an extraordinary variety of rotor shapes has therefore already arisen and at least in part has also been put into practice, although the real advantages in many cases are offset by the disadvantage of overly specialization. Nac 1 the interaction of the rotors, whether tangential or intermeshing, and by the nature of its input

J : ; / J Ö UJ:; / J Ö U

wirkens auf die bearbeitete Mischung sind Bit gewissen Überschneidungen zwei Grundsysteme an Innenmischer^ zu unterscheiden: Einmal mit vorwiegend zwischen den Rotoren und andererseits mit vorwiegend zwischen Rotor und Gehäusewand ablaufendem Verfahren. Je nach dem Viskositätsverhalten der behandelten Mischung und nach den angestrebten Qualitätsgrößen kann das eine oder das andere System die größeren Vorteile bieten, wobei aber auch die Durchsatzleistung, Energieeinleitung, Zeitdauer und Temperatureinflüsse zu berücksichtigen sind.affecting the edited mix are bits of certain overlap distinguish between two basic systems of internal mixers ^: On the one hand with predominantly between the rotors and on the other hand with predominantly between the rotor and the housing wall Procedure. Depending on the viscosity behavior of the mixture being treated and depending on the quality parameters aimed for, one or the other system can offer the greater advantages, but with also the throughput, energy input, duration and Temperature influences must be taken into account.

Der Erfindung liegt als allgemeine Aufgabe zugrunde, durch eine neuartige Gestaltung der Rotoren den universellen Anwendungsbereich von Innenmischern ohne irgendwelche qualitäts- oder verfahrensmäßige Einbußen zu erweitern und mit möglichen Abkürzungen der notwendigen Mischzeiten eine gegenüber vergleichbaren bekannten Systemen intensivere Durchmischung und verbesserte Homogenität - und zwar sowohl hinsichtlich der räumlichen Verteilung der Mischungskomponenten als auch der Temperaturgleichmäßigkeit innerhalb des Mischraumes - zu gewährleisten.The invention is based as a general object on the universal field of application through a novel design of the rotors of indoor mixers without any quality or process related To expand losses and with possible abbreviations of the necessary mixing times a comparable one known systems more intensive mixing and improved Homogeneity - both in terms of the spatial distribution of the mixture components and the temperature uniformity within the mixing room - to ensure.

Nach der Erfindung zeichnen sich Maschinen der eingangs geschil-According to the invention, machines of the initially described

derten Gattung dadurch aus, daß die Profilierung der Rotoren einen im Querschnitt nockenartigen Axialwulst aufweist, dessen Konturen stetig nach der einen Seite in einen einen größeren Bogenwinkel einschließenden Kreisabschnitt und nach der anderen Seite über einen einen wesentlich kleineren Bogenwinkel einschließenden Kreisabschnitt in eine muldenartige Vertiefung übergehen, wobei die beiden Kreisabschnitte in allen Querschnitteebenen der Rotoren in diametral-symmetrischer Gegenüberstellung zueinander ausgerichtet sind und der größere Bogenwinkel in einer Größenordnung von 100 bis 130 , der kleinere Bogenwinkel dagegen in einer Größenordnung bis zu 30 bemessen sein können. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung verkleinern sich die Querschnittsflächen der Rotoren im Gegensinne zueinander von einem Größtwert an einem Stirnende fortschreitend in Richtung nach dem anderen Stirnende, zweckmäßig so, daß sie ihren Kleinstwert in einem Abstand in einer etwa einem Fünftel der axialen RotorlängeDerten genus characterized in that the profiling of the rotors has a cross-section cam-like axial bead, the Contours steadily on one side into a segment of a circle enclosing a larger arc angle and on the other Side over a much smaller arc angle enclosing segment of a circle in a trough-like depression pass over, the two circular segments in all cross-sectional planes of the rotors in a diametrically symmetrical comparison are aligned with each other and the larger arc angle in the order of 100 to 130, the smaller arc angle on the other hand can be dimensioned on the order of up to 30. In In a further embodiment of the invention, the cross-sectional areas are reduced of the rotors in the opposite direction to each other from a maximum value at one front end progressing towards the other end face, expediently so that it has its minimum value at a distance of approximately one fifth of the axial length of the rotor

entsprechenden Größenordnung τοη dem anderen Stirnende aufweisen.corresponding order of magnitude τοη the other end face.

Die Erfindung schafft eine neuartige Rotorgeometrie, die die Vorteile der beiden Systeme - Mischen im Rotorspalt auf der einen und Mischen zwischen Rotor und Gehäusewand auf der anderen Seite in sich vereinigt. Die beiden gleichartig gestalteten aber seitenverkehrt zueinander eingebauten Rotoren schließen einem Mischwalzwerk vergleich"» r einen über ihre ganze Länge gleich breiten und auch im Verlauf der Rotorumläufe gleichbleibenden Spalt ein, in dem das Mischgut jedoch infolge der bereichsweise ständig wechselnden Umfangsgeschwindigkeiten stark schwankender Friktion unterworfen wird. Andererseits bilden die Rotoren auf beiden Seiten mit der feststehenden Gehäusewandung im Querschnitt keilförmige Arbeiteräume, deren Spaltweite mit der Rotordrehung aber sich fortlaufend verengt und wieder weitet. Beide Erscheinungen führen zusammen zu einem unerwartet intensiven Mischeffekt bei gleichzeitig verbesserter Temperaturverteilung. Es wird damit möglich, die Mischzeiten ohne Qualitätseinbußen der fertigen Mischungen abzukürzen und im Vergleich zu bekannten Innenmischern ein gleichwertiges Arbeitsergebnis auf wirtschaftlichere Weise zu erzielen.The invention creates a novel rotor geometry that has the advantages of the two systems - mixing in the rotor gap on one and mixing is combined between the rotor and the housing wall on the other side. The two are similar but reversed Rotors built in to each other close to a mixing roll mill with a width that is the same over their entire length and also in the course of the rotor revolutions a constant gap, in which, however, the mix is constantly due to the areas is subjected to changing circumferential speeds of strongly fluctuating friction. On the other hand, the rotors form on both sides with the stationary housing wall wedge-shaped in cross section Work spaces whose gap width narrows and widens again with the rotation of the rotor. Both appearances together lead to an unexpectedly intensive mixing effect with simultaneously improved temperature distribution. It becomes so possible to shorten the mixing times without sacrificing the quality of the finished mixes and in comparison to known internal mixers to achieve an equivalent work result in a more economical way.

Eine weitere Steigerung erfährt die Honogenisierungswirkung der Rotoren noch durch den gegenläufigen Drall, die wendelige Steigung des Axialwulstes, die infolge seiner Einbindung in die Konturen des Rotormantele eine winkelig verdrehte Ausbildung der Rotoren im ganzen nach sich zieht. Das Mischgut wird dt.hr nicht nur in vertikaler Richtung durch das Gehäuse bewegt, sor iern innerhalb der Arbeitsbereiche auch in Querrichtung transportiert, wobei gleichzeitig mit der unsymmetrischen Verlegung des kleinsten Rotorquerschnittes im Abstand von den Stirnenden neben der verstärkten Durchmischung eine wenigstens teilweise Aufhebung der axial gerichteten Strömungedrücke und eine Entlastung der Dichteteilen an der. Rotorlagern erreicht wird.The honing effect of the experiences a further increase Rotors still through the counter-rotating twist, the helical slope of the axial bead, which as a result of its integration into the contours of the rotor casing entails an angularly twisted formation of the rotors as a whole. The mix is not dt.hr only moved in the vertical direction through the housing, sor iern within the work areas are also transported in the transverse direction, at the same time as the asymmetrical laying of the smallest Rotor cross-section at a distance from the front ends in addition to the increased mixing an at least partial cancellation the axially directed flow pressures and a relief of the sealing parts on the. Rotor bearings is achieved.

Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispielea in der Zeichnung verdeutlicht. Ss zeigen!The invention is based on the schematic representation of a Embodiments a clarified in the drawing. Show ss!

X-X-

Fig. 1 einen Querschnitt durch dae Gehäuse eines Innenmischere mit eingesetzten Rotoren undFig. 1 shows a cross section through the housing of an internal mixer with rotors inserted and

Fig. 2 das Anordnungsschema der beiden Rotoren in Axial-Fig. 2 shows the arrangement of the two rotors in axial

draufsieht in gegenüber Fig. 1 verkleinerten Maßstab.it looks on a smaller scale compared to FIG. 1.

5- Der gezeichnete Innenmischer ist der Übersichtlichkeit halber nur mit seinen für die Erfindung wesentlichen Hauptteilen dargestellt. Er enthSlt in einem die Mischkammer bildenden Gehäuse 3 in Form eines aufgetrennten Doppelzylinders zwei achsparallel zueinander drehbar gelagerte Rotoren *f, 5» die von einen nicht gezeichneten gemeinsamen Motor über ein Verzweigungsgetriebe mit gleicher Drehzahl aber gegenläufig zueinander in Richtung der Pfeile r angetrieben werden können, über einen ebenfalls nicht gezeichneten Einfülltrichter kann die Mischkammer in an sich bekannter Weise im Sinne des Pfeiles I mit dem Mischgut beschickt werden, das unter der Wirkung eines üblichen Preßstempels in den Einflußbereich der Rotoren 4, 5 gedrückt und nach Abschluß des Mischvorganges über die dann geöffnete Entnahmeklappe 6 frei nach unten im Sinne der Pfeile II ausgeworfen wird.5- The interior mixer shown is for the sake of clarity shown only with its main parts essential for the invention. It is contained in a housing that forms the mixing chamber 3 in the form of a split double cylinder, two axially parallel rotors rotatably mounted to one another * f, 5 »those of one not shown common motor via a split gear with the same speed but in opposite directions to each other in Direction of arrows r can be driven via a Filling funnel (also not shown) can be used in the mixing chamber in a manner known per se in the direction of arrow I. the mix are charged under the effect of a usual Press ram in the area of influence of the rotors 4, 5 pressed and after completion of the mixing process via the then opened Removal flap 6 is freely ejected downward in the direction of arrows II.

Die Rotoren h, 5 sind beide von identischer Gestalt. Gemäß derThe rotors h, 5 are both of identical shape. According to the

Darstellung in Fig. 1 sind sie im Querschnitt aus vier verschiedenen, stetig ohne Knick ineinander übergehenden Umfangebereichen zusammengesetzt, nämlich: einem die Rippe 14 bzw. 15 einschließenden Bereich A, einem die Mulde 2h bzw. 25 einschließenden Bereich B und zwei diese Bereiche voneinander trennden Kreiebogenabechnitten C, D. Die Rippen 1*t, 15 verlaufen in einer echraubengengartigen Windung mit verhältnismäßig steiler Steigung über die gesamte Rotorlänge, und in gleicher Weise sind auch die übrigen Umfangebereiche relativ zur Längsachse winkelig versetzt, so daß die Rotoren k, 5 im ganzen eine in eich verdrehte Gestalt aufweinen. Gleichzeitig sind sie auch mit über ihre Länge eich ändernden Querechnittsflächen ausgebildet, und zwar gemäß der Darstellung in Fig. 2 so, daß ihr Querschnitt von einem Höchstwert an einem Stirnende aus fortschreitend über etwaRepresentation in Fig. 1, they are composed in cross section of four different circumferential areas continuously merging into one another without kinks, namely: an area A enclosing the rib 14 or 15, an area B enclosing the trough 2h or 25 and two separating these areas from one another Kreiebogenabechnitten C, D. The ribs 1 * t, 15 run in a spiral-like turn with a relatively steep slope over the entire length of the rotor, and in the same way the other circumferential areas are also angularly offset relative to the longitudinal axis, so that the rotors k, 5 as a whole cry a twisted figure. At the same time, they are also formed with cross-sectional areas that change over their length, specifically as shown in FIG

ihrer Länge sich verkleinert,um von dem dann erreichten Kleinstwert aus zu dem anderen Stirnende hin wieder fortschreitend anzusteigen. Die Rotoren sind achsparallel zueinander, aber mit entgegengerichteter Steigung in dem Gehäuse 3 gelagert und schließen einen Spalt zwischen sich ein, dessen Arbeitsflächen in allen Bereichen unterschiedliche und mit der Rotordrehung stark schwankende Umfangsgeschwindigkeiten aufweisen. Die in Axialrichtung warJ»rnde Eingriffszone der Rippen 14, 15 mit den Mulden 2k, 25 erzeugt dabei zusätzlich noch eine Querkomponente, die den ohnehin schon intensiven Mischeffekt weiterhin verstärkt. Die Einwirkung auf das Mischgut setzt sich in gleicher Weise in dem zwischen den Rotoren und der Wandung des Gehäuses 3 gebildeten beiden Keilspalten fort.its length is reduced in order to gradually increase again from the minimum value then reached to the other front end. The rotors are axially parallel to one another, but mounted in the housing 3 with opposite inclination and enclose a gap between them, the working surfaces of which have different peripheral speeds in all areas that fluctuate greatly with the rotation of the rotor. The axial was J "RNDE engagement zone of the ribs 14, 15 with the troughs 2k, 25 generates in addition a transverse component, which further enhanced the already intense mixing effect. The effect on the mix continues in the same way in the two wedge gaps formed between the rotors and the wall of the housing 3.

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Claims (6)

31173803117380 Patentansprüche;Claims; Maschine zum Herstellen und/oder Bearbeiten τοη Kautschuk- und Kunststoffrnischungen, mit zwei in einem geschlossenen Gehäuse achsparallel gelagerten, mit gegensinnig steigender Profilierung versehenen und gegenläufig zueinander antreibbaren Rotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung der Rotoren 'k, 5) einen im Querschnitt nockenartigen Axialvulst (11+, 15) aufweist, dessen Konturen stetig nach der einen Seite in einen einen größeren Bogenwinkel einschließenden Kreisabschnitt (C) und nach der anderen Seite über einen wesentlich kleineren Bogenwinkel einschließenden Kreisabschnitt (D7 in eine muldenartige Vertiefung (21*, 25) übergehen. Machine for manufacturing and / or processing τοη rubber and plastic fringes, with two axially parallel mounted in a closed housing, provided with oppositely rising profiling and drivable in opposite directions to each other, characterized in that the profiling of the rotors ' k, 5) has a cam-like cross-section Axial bulge (1 1 +, 15), the contours of which consistently on one side in a circular segment enclosing a larger arc angle (C) and on the other side over a much smaller arc angle enclosing circular segment (D7 in a trough-like depression (2 1 *, 25) skip. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisabschnitte (C, D) in allen Querschnittsebenen der Rotoren Cf, 5) in diametral-symmetrischer Gegenüberstellung zueinander ausgerichtet sind·2. Machine according to claim 1, characterized in that the circular segments (C, D) in all cross-sectional planes of the rotors Cf, 5) are aligned in diametrically symmetrical opposition to one another 3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Bogenwinkel in einer Größenordnung von 100°*130° und der kleinere Bogenwinkel in einer Größenordnung bis zu 30 bemessen ist.3. Machine according to claim 2, characterized in that the larger arc angle in the order of 100 ° * 130 ° and the smaller arc angle is dimensioned in an order of magnitude of up to 30. k. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 3« dadurch gekennzeichnet, daß die QuerschnittsflXchen der Rotoren Ct 5) sich im Gegensinne zueinander von einem Größtwert an ein ji Stirnende in Richtung nach dem anderen Stirnende fortschreitend verkleinern. k. Machine according to Claims 1 to 3, characterized in that the cross-sectional areas of the rotors Ct 5) decrease progressively in opposite directions from a maximum value to one front end in the direction of the other front end. 5* Maschine nach Anspruch kt dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflüehen der Rotoren (4, 5) ihren Kleinstwert in einem Abstand von dem Stirnende aufweisen.5 * Machine according to claim k t, characterized in that the cross-sectional surfaces of the rotors (4, 5) have their minimum value at a distance from the front end. 6. Maschine nach Anspruch 5« dadurch gekennzeichnet, daß der6. Machine according to claim 5 «characterized in that the Kleinstwert der QuerechnitteflSchen eich in einen Abstand in einer etwa einem Fünftel der axialen RotorlKnge entsprechenden Größenordnung von dem anderen Stirnende befindet.The smallest value of the cross-sectional area is calibrated at a distance in corresponding to about a fifth of the axial length of the rotor Order of magnitude from the other front end. Hannover, den 27. April 1981
81-8 P/Sü* Sü/LoHanover, April 27, 1981
81-8 P / South * South / Lo
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0262917A2 (en) * 1986-10-01 1988-04-06 Farrel Limited Mixers

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Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: STENZEL, EDGAR, ING.(GRAD.), 3057 NEUSTADT, DE THU

8139 Disposal/non-payment of the annual fee