DE4342115C1 - Tandemmischanlage zum Herstellen von Kautschukmischungen - Google Patents

Tandemmischanlage zum Herstellen von Kautschukmischungen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Tandemmischanlage zum Herstellen von Kautschukmischungen.
Aus der US-PS 4,859,166 ist eine Mischanlage für die Herstellung einer Kautschukmischung bekannt, die zwei in einem Gehäuse angeord­ nete Mischschnecken aufweist. Die Mischschnecken kämmen nicht mitein­ ander, so daß die Anlage nicht selbstreinigend ist. Eine Misch- und Homogenisierwirkung wird nicht erzielt. Bei dieser Maschine handelt es sich um eine reine Ausformmaschine, d. h. die Kautschukmischung wird durch das vor der Austrittsöffnung angeordnete Walzenpaar ge­ preßt und somit zu einer Bahn ausgeformt.
Im übrigen ist aus der Druckschrift "Kautschuk + Gummi-Kunststoffe", Nr. 2188, Seiten 160 bis 163 auch bereits eine Tandemmischanlage zum Herstellen einer Kautschukmischung bekannt geworden, die aus einem Innenmischer, einer Ausform- und Homogenisiereinheit und aus zwei am Ausgang der letzten angeordneten, zueinander rotierenden Walzen be­ steht. Der mit dieser Anlage erzielbare Homogenisierungsgrad der Kautschukmischung ist jedoch begrenzt.
Aus der FR 25 66 700 ist eine Extrusionseinrichtung bekannt geworden, deren Schnecken in einem ersten Abschnitt sich gegenseitig abstrei­ fend und selbstreinigend ausgebildet sind und in einem zweiten Ab­ schnitt in separaten Zylindern rotieren. Auch hier ist der erzielbare Homogenisierungsgrad begrenzt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Tandemmischanlage aufzuzeigen, die eine hervorragende Misch- und Homogenisierarbeit leistet und eine verhältnismäßig große Kühlfläche aufweist. Die Kautschukmischung soll möglichst kontinuierlich weiterverarbeitet werden.
Die Aufgabe wird durch die Lehre gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch die Schaffung einer Ausform- und Homogenisiereinheit, gebildet durch zwei spezielle Abschnitte mit hoher Leistung, wird eine weit überdurchschnittliche Homogenisierarbeit geleistet.
Der erste Abschnitt besteht aus zwei Förderstege aufweisenden Knetele­ menten, wobei die Förderstege miteinander kämmen und selbstreinigend sind.
An den miteinander kämmenden Schneckenelementen sind zwei nicht mit­ einander kämmende Schneckenteile drehfest angeordnet, die jeweils in einem separaten Gehäuse mitrotieren. Diese nicht kämmenden Schnec­ kenteile sind in dem zweiten Abschnitt der Einrichtung angeordnet.
Die Zwickelbereiche dieses Gehäuses sind offen und miteinander ver­ bunden, so daß ein ständiger Materialaustausch von dem Zylindergehäu­ se der einen Schnecke zu dem Zylindergehäuse der anderen Schnecke durch die gegensinnige Rotation beider Schnecken erfolgt.
Die Homogenisierwirkung wird insbesondere jedoch durch stiftförmige Misch­ elemente erzielt, die im zweiten Abschnitt radial durch die Zylinder­ gehäusewandung bis auf den Schneckenganggrund geführt sind. Die Schneckenstege sind in dem radialen Bereich der Mischelemente weggefräst, so daß die Mischelemente bis zum Schneckengang­ grund herunter geführt werden können.
Durch die stiftförmigen, durch die Zylinderwandung geführten Mischelemente wird die Förderleistung des zweiten Abschnittes ge­ steigert, so daß an der Öffnung an dem Austrittsende des zweiten Ab­ schnittes ein erhöhter Materialdruck aufgebaut wird.
Dieser Materialdruck wird für die Ausformung der Gummimischung einge­ setzt. Vor der Austrittsöffnung ist ein antreibbares Walzenpaar ange­ ordnet, durch dessen Walzenspalt die Gummimischung zu einer endlosen Bahn ausgeformt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Zeichnungen gezeigt und nachfolgend erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen schematisierten Längsschnitt durch eine Tan­ demmischanlage.
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 2.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Gesamtanlage zum Herstellen einer Kaut­ schukmischung werden Rohkautschukpellets in Einrichtung 1 gelagert, durch die Waage 2 abgewogen und mittels eines Transportbandes 3 in einen Banburrymischer 4 dosiert eingegeben.
Rußanteile werden aus dem Rußspeicher 5 herausgewogen und mittels einer automatischen Wiege- und Dosiereinrichtung 6 in den Banburry­ mischer 4 gefördert. Es werden bis zu 60% Ruß in den Kautschuk ein­ gearbeitet.
Gleichzeitig wird ein spezielles Öl aus dem Ölspeicher 7 mittels einer Dosiereinrichtung 8 in den Banburrymischer 4 dosiert.
Alle drei Komponenten werden in dem Banburrymischer 4 vorgemischt und plastifiziert. In dem Banburrymischer 4 findet eine gleichmäßige Ver­ teilung der zu mischenden Bestandteile statt, ohne daß von einer merklichen Zerteilung durch Scherung der Kautschukbestandteile ge­ sprochen werden kann. Dieser Vorgang führt zu einer Plastifizierung der Rohkautschukanteile. Die plastifizierte Mischung wird dann char­ genweise in die Ausform- und Homogenisiereinheit 9 in den Aufnahmetrichter 10 gege­ ben.
Die Ausform- und Homogenisiereinheit 9 weist eine Antriebseinheit 11 auf, welche sich aus einem Motor 12, einer Kraftübertragungseinrichtung 13, einer Kupplung 14 und einem Getriebe 15 zusammensetzt.
In dem Getriebe 15 sind beide Knetelemente 16 und 17 gelagert. An dem Kopfende der Knetelemente 16 und 17 sind die Förderschnecken 20 und 21 drehfest eingeschraubt.
Die Knetelemente 16 und 17 weisen Förderstege 18 auf, die miteinander derart kämmend ausgebildet sind, daß die äußere Förderstegkante des einen Knetelementes den Ganggrund 19 des benachbarten Knetelementes abstreicht, so daß die gesamte plastifizierte Kautschukmischung wei­ tergefördert wird, d. h. der erste Abschnitt der Ausform- und Homoge­ nisiereinheit 9 reinigt sich selbst.
Die Knetelemente 16 und 17 leisten bereits sehr viel Homogenisierar­ beit, d. h. im ersten Abschnitt A der Ausform- und Homogenisiereinheit 9 findet eine gründliche Zerteilung aller Mischungsbestandteile durch Scherung der Bestandteile statt, so daß bereits eine relativ homogene Mischung erhalten wird.
Durch die Förderwirkung der Stege 18 wird die Kautschukmischung in den zweiten Abschnitt der Ausform- und Homogenisiereinheit 9 ge­ preßt, in dem die Förderschnecken 20 und 21 rotieren.
Die Förderschnecken 20 und 21 rotieren jeweils in einzelnen Zylinder­ abschnitten 22 und 23, die nebeneinander angeordnet sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Beide Zylinderabschnitte 22 und 23 sind in Ihrem Berührungsbereich 24 über ihre gesamte Länge zueinander offen ausgebildet, um eine Übergabe der Kautschukmischung von dem einen Zylinderabschnitt 22 zu dem benachbarten Zylinderabschnitt 23 zu er­ reichen. Da die Förderschnecken gegensinnig zueinander rotieren, er­ folgt ein Umlauf der Kautschukmischung etwa in Form einer flachgeleg­ ten Acht, d. h. die Mischung wird von der Unterseite des einen Zylin­ derabschnittes von den Schneckenstegen mitgenommen, um den Schnecken­ kern nach oben geführt und gelangt in den Berührungsbereich 24. Hier findet eine intensive Homogenisierung mit dem Material aus dem gegen­ überliegenden Zylinderabschnitt 22 statt, wobei das Material überwie­ gend in den benachbarten Zylinderabschnitt übergeben wird (Fig. 3).
Darüber hinaus führt die Anordnung der radial angeordneten stiftför­ migen Mischelemente 25 zu einer sehr intensiven Zerteilung bzw. Sche­ rung der Kautschukmischung, so daß eine wesentliche Verbesserung der Homogenität der Mischung erfolgt.
Die Anordnung der Mischelemente 25 in radialer Form und gleichmäßig um den Umfang der Zylinder 22 und 23 verteilt sowie die Zusammenfas­ sung zu einzelnen vertikalen Stiftebenen hat insbesondere den Vor­ teil, daß eine erhöhte Förderleistung der Schneckenstege 26 einsetzt, die eine weitere Homogenisierung des Materials zur Folge hat, insbe­ sondere jedoch auch einen erhöhten Materialdruckaufbau an der Auslaß­ öffnung 27.
Aus Fig. 2 ist eine stilisiert dargestellte Einstellvorrichtung 28 zu sehen, mit der die Größe der Auslaßöffnung 27, z. B. aufgrund eines vor der Öffnung 27 gemessenen Druckwertes, geregelt werden kann.
Die fertighomogenisierte Kautschukmischung wird nach Passieren der Auslaßöffnung 27 in einen Spalt zwischen den Walzen 29 und 30 zu einer endlosen Bahn ausgeformt, die abgelängt für eine weitere Bear­ beitung zur Verfügung steht.
Bezugszeichenliste
1 - Lagereinrichtung
2 - Waage
3 - Transportband
4 - Innenmischer (Banburrymischer)
5 - Rußspeicher
6 - Dosiereinrichtung
7 - Ölspeicher
8 - Dosiereinrichtung
9 - Ausform- und Homogenisiereinheit
10 - Aufnahmetrichter
11 - Antriebseinheit
12 - Motor
13 - Kraftübertragungseinrichtung
14 - Kupplung
15 - Getriebe
16 - Knetelement
17 - Knetelement
18 - Förderstege
19 - Ganggrund (Knetelement)
20 - Förderschnecke
21 - Förderschnecke
22 - Zylinderabschnitt
23 - Zylinderabschnitt
24 - Berührungsbereich
25 - Mischelemente
26 - Schneckenstege
27 - Auslaßöffnung
28 - Materialführungsbacken
29 - Walze
30 - Walze
A - erster Abschnitt (Ausform- und Homogenisiereinheit)
B - zweiter Abschnitt (Ausform- und Homogenisiereinheit)

Claims (3)

1. Tandemmischanlage zum Herstellen von Kautschuk­ mischungen, bestehend aus einem Innenmischer (4) und einer Ausform- und Homogenisiereinheit (9), wobei die Ausform- und Homogenisiereinheit (9) aus zwei Abschnitten (A, B) gebildet wird, von denen der erste Abschnitt (A) gegensinnig rotierende Förderstege (18) aufweisende Knetelemente (16, 17) aufweist, wobei die Förderstege (18) der Knetelemente (16, 17) sich gegenseitig abstreifend und selbstreinigend ausgebildet sind, und der zweite Abschnitt (B) zwei drehfest mit den Knetelementen (16, 17) verbundene Förderschnecken (20, 21) aufweist, die in separaten Zylindern (22, 23) rotieren, wobei die Zylinder (22, 23) an ihren Berührungsbereichen (24) offen ausgebildet sind und miteinander in Verbindung stehen, und durch die Wandung der Zylinder (22, 23) radial angeordnete mit ihren Längsachsen auf die Längsachse der Förderschnecke (20, 21) zeigende, bis auf den Ganggrund der Förderschnecke (20, 21) geführte stiftförmige Mischelemente (25) angeordnet sind, wobei die Stege (26) der Förderschnecken (20, 21) radial an den Stellen der Mischelemente entfernt sind, und wobei die Öffnung (27) des zweiten Abschnitts (B) in Extrusionsrichtung durch zwei zueinander rotierende, seitlich durch Materialführungsbacken (28) abgedichtete Walzen (29, 30) verschließbar ausgebildet ist.
2. Tandemmischanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Knetelemente (16, 17) im ersten Abschnitt (A) einen größeren Durchmesser über alles als die drehfest daran befestigten Förderschnecken (20, 21) im zweiten Abschnitt (B) aufweisen.
3. Tandemmischanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischelemente (25) hinsichtlich ihrer Eintauch­ tiefe verstellbar ausgebildet sind.
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