DE3426436A1

DE3426436A1 - Kontinuierliches Misch- und Scherwalzwerk

Info

Publication number: DE3426436A1
Application number: DE19843426436
Authority: DE
Inventors: wird später genannt Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-21
Filing date: 1984-07-18
Publication date: 1986-03-20

Description

Kontinuierliches Misch- und Scherwalzwerk
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren als Weiterentwicklungen und Ergänzungen zur Hauptanmeldung "Kontinuierliches Misch- und Scherwalzwerk", mit denen ein kontinuierliches Beschicken und eine kontinuierliche Formgebung von Gummi-, Kunststoff-und anderen plastifizierbaren Mischungen, welche auch Gegenstand der Hauptanmeldung sind, bewerkstellt wird.
Beim kontinuierlichen Beschicken des Scherwalzwerkes haben sich vor allem mit zähviskosen, klebrigen Materialien, aber auch mit pulvrigen Substanzen bisher nicht befriedigend gelöste Probleme ergeben.
Wie hier erfindungsgemäß vorgeschlagen, werden auf der Beschickungsseite des Scherwalzwerkes Vorrichtungen zum zwangsweisen Beschictken des Scherspaltes angeordnet.
Bei pulvrigen Substanzen und bei relativ dünnflüssigen, pastösen bis zähviskosen Materialien wird hierfür eine drehzahlgeregelte Zahnradpumpe 11 nach Fig 1 angeordnet, mit deren Hilfe die Substanz in die Nuten der Walzen gedrückt und so in den Homogenisierungsvorgang eingespeist wird.
Sehr zäh- bis hartviskose Materialien, zum Beispiel Kautschukballen, werden erfindungsgemäß über Zahnkettenvorschübe, Zahnwalzenvorschübe oder über einen Zuführschacht mit Druckstempel gegen die scharfkantigen Nuten des Scherwalzwerkes gepreßt.
Die scharfkantigen Nuten des Walzwerkes schneiden wie zwei Walzenfräser-kleine Materialstreifen aus dem kautschukartigen Material heraus und führen sie kontinuierlich dem Scherspalt zu.
Die Erfahrung mit dem Scherwalzwerk zeigte, daß die Scherwalzen aber auch zum Zusammenführen und Ausformen des bearbeiteten Materials genutzt werden können. Auch in diesem Falle ist für die erfindungsgemäß zweckmäßige Ausformvorrichtung zu unterscheiden, ob der Materialzustand-teigig, pastös bis niedrigviskos, mittelviskos wie zäher Brotteig oder hochviskos bis krümelig ist.
Im ersten Fall wird anstelle der Materialabnahme mit einem üblichen Schaber ein Zahnradpaar 21 einer Zahnradpumpe gegen den nicht mehr schrägprofilierten Auslaufteil der Walzen angestellt. Fig 2 Die Zahnräder können mit den Walzen gekoppelt oder unabhängig regelbar angetrieben werden. Sie nehmen das Material zwischen den Zähnen auf und führen es zur Druckausformung dem Mundstück auf der Druck- und Auslaufseite der ZahnradgNlmpe 22 zu. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft bei sehr viskosen, klebrigen Massen. Diese Ausform- und Austragvorrichtung ist bei getrenntem Antrieb eine leicht nachrüstbare und austauschbare Zusatzvorrichtung, welche nicht in das eigentliche Hauptwalzensystem eingreift.
Für den Breich mittlerer Viskositätswerte, wie sie beim Aufbereiten von Kautschuk und der Formgebung von thermoplastischen Kunststoffen vorliegen, werden folgende erfindungsgemäße Variationen des Scherwalzensystems vorgeschlagen. Sie sind dadurch gekennzeichnet, daß die Scherwalzen auf der Beschickungsseite über zwei übliche anstellbare Lagergehäuse 31 einen offenen Scherspalt bilden; die Scherwalzen auf der Abnahmeseite jedoch durchlaufend mit Nuten profiliert und in einem Lagergehäuse in der Art eines Doppelschneckenzylinders gelagert werden. s. Fig 3 Der Zylindermantel mit der konischen Austragöffnung wird axial etwa über das letzte Drittel der Walzen geschoben und erfaßt den Bereich, in welchem die Plastifizierung beendet ist. Dadurch entstehen in diesem Bereich ähnliche rheologische Verhältnisse wie in nicht kämmenden gegenläufig mit Friktion angetriebenen Doppelschneckensystemen.
Die Walzenenden werden hierfür mit durchlaufenden Nuten als Schneckengänge ausgebildet und enden im Gehäuse als Kegelspitzen.
Der Scherspalt zwischen den beiden Walzen pflanzt sich bis zu den Kegelspitzen fort. Der Druckaufbau in der plastischen Masse und die Abstützung des Scherspaltdruckes gegen die Zylinderwände sind jedoch aufgrund des völlig andersartigen Oberflächenprofils der Scherwalzen sehr viel intensiver und technisch günstiger als bei herkömmlichen bekannten Doppelschneckensystemen, ohne daß die anderen Vorteile des offenen Scherwalzensystems für die Aufbereitung und des Doppelschneckenprinzips für den Formgebungsvorgang verloren gehen.
Die Fig 4 a zeigt schematisch den inneren Scherspalt 41 zwischen den beiden mit Friktion laufenden Scherwalzen 42; die Fig Lt b die Spaltausbildung zwischen der Scherwalze mit dem Profil 42 und der Gehäusewand 44.
Ein weiterer Erfindungsgedanke führt zur konischen Ausbildung der beiden genuteten Scherwalzen 51 und 52.
Auf der Materialaufgabeseite weisen sie einen üblichen einstellbaren Scherspalt 53 auf. Die Lagerung und Spalteinstellung der konisch in Spitzen auslaufenden Walzen auf der Entnahme seite erfolgt über ein entsprechendes konisches Zylindermantelstück 54. Für die Feineinstellung wird das Mantelstück achsparallel 55 verschoben, wobei in Richtung auf die Aufgabeseite der engere Spalt, von dort weg der größere Scherspalt entsteht. s. Fig 5 In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wie in Fig 6 dargestellt,wird nur die eine der beiden Scherwalzen axial verlängert und als Austrags- und Ausformschnecke mit einem entsprechenden Zylindermantel 62 des fließtechnisch vorteilhaften EinschnecAsystems umgeben.
Die Gegenstellwalze 63 behält den getrennten Einstellmechanismus 64 wie bei der ursprünglichen Ausführung und damit auch die Regelbarkeit des hinteren Scherspaltes von außen.
Allen diesen im Aufbereitungsprozeß in Linie angeordneten Ausformvorrichtungen ist gemeinsam, daß sie einer sorgfältigen Regelung des Materialstromes bedürfen. Vorteilhaft sind in allen Fällen Einzugshilfen, wie z. B. Materialtaschen am Materialeinlauf in den Zylindermantel. Das bei Doppelschneckensystemen generelle Materialflußproblem ist hier wie bei den nichtkämmenden Doppelwalzenanordnungen nur noch in abgeschwächter Form von Bedeutung. Der andersartige Druckaufbau über den Scherspalt und das Nutwalzensystem läßt durchaus ohne Schaden eine ständige überfütterung zu, wobei das überlaufmaterial sich auf den Walzen ansammeln kann. Der offene Walzenteil bildet dann den Warmhaltepuffer für das Material vor dem Einzug in den Ausformteil. Selbst wenn es zu einem Materialüberlauf des Scherwalzensystems kommt, fällt das überschüssige Material in eine Auffangwanne und kann von dort ohne Schaden dem Prozeß wieder zugeführt werden. Insgesamt erweist sich das System als robust und betriebssicher. Mit den beschriebenen erfindungsgemäßen Zusatzvorrichtungen für die Beschickung ist dadurch eine feste Einbindung des Scherwalzensystems in den jeweiligen Verfahrensablauf erreicht.

Claims

Patentansprüche der Zusatzpatentanmeldung 1. Misch- und ScherwBlzwerk für plastifizierbares Material mit zwei temperierten, mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit laufenden Walzen entsprechend der Hauptpatentanmeldung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das Material zwangsweise mittels Zahnradpumpen, Zahnkettenvorschübe oder Druckstempel in die Nutprofilierung der Scherwalzen eingepreßt wird.
2. Misch- und Scherwalzwerk nach Anspruch 1 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das bearbeitete Material mit einer gekoppelten oder drehzahlgeregelten Zahnradpumpe am Walzenende abgenommen und über ein Mundstück ausgeformt wird.
3. Misch- und Scherwalzwerk nach Anspruch 1 dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,-daß die beiden Auslaufenden der Walzen mit einer durchlaufenden Nutprofilierung und einer konischen Spitze versehen werden und über diesen Walzenteil als Ausform- und Druckelement ein Mantelstück wie bei einem Doppelschneckenzylinder geschoben wird.
4. Misch- und Scherwalzwerk nach Anspruch 1 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die bis zum Auslauf profilierten Walzen konisch ausgeführt und auf der Auslaufseite in ein entsprechend konisches Mantelstück eingebracht werden.
5. Misch- und Scherwalzwerk nach Anspruch 1 und 3 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß nur eine der beiden Scherwalzen verlängert und mit durchlaufender Nutprofilierung versehen in einen Zylindermantel wie bei einer Einschnecke eingebracht wird.