DE4412741A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Bearbeiten von viskosen Flüssigkeiten und Massen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierli­ chen Bearbeiten von viskosen Flüssigkeiten und Massen, insbesondere Kunststoffschmelzen und hochmolekularen Polymeren, mit einer Anzahl in einem Gehäuse kranzförmig angeordneter achsparalleler, über zugeordnete Ritzel gleichsinnig angetriebener Trabantenwellen, die bei be­ nachbarten Trabantenwellen ineinander greifende und das Bearbeitungsgut bereichsweise dünnschichtig ausbreitende Bearbeitungsmittel tragen, mit einer in dem von den Tra­ bantenwellen umschlossenen Raum zentral angeordneten, zu den Trabantenwellen achsparallelen angetriebenen Zentral­ welle auf der drehfest wenigstens ein Antriebszahnrad sitzt, wobei die Trabantenwellen über ihre Ritzel mit dem zentralen Antriebszahnrad und mit der Innenverzahnung wenigstens eines gehäusefesten Zahnringes getrieblich derart gekuppelt sind, daß bei rotierender Zentralwelle die Trabantenwellen eine gemeinsame Umlaufbewegung um die Zentralwelle ausführen, sowie mit Zu- und Abführeinrich­ tungen für das Bearbeitungsgut, durch die das Bearbei­ tungsgut einlaufseitig in den Wirkungsbereich der Bear­ beitungsmittel einführbar und auslaufseitig aus diesem abführbar ist.

Beispielsweise zum Homogenisieren und Entgasen von hoch­ molekularen Polymerenschmelzen wurden sogenannte Dünn­ schicht-Vielwellenreaktoren entwickelt (DE-PS 30 30 541), die im Vergleich zu den herkömmlichen, sogenannten Schneckenextrudern den grundsätzlichen Vorteil aufweisen, daß sie bei hoher Entgasungsleistung auch für lange Ver­ weilzeiten des Bearbeitungsgutes mit wirtschaftlich und technisch realisierbaren Arbeitslängen auskommen.

Diese bekannten Vielwellenreaktoren arbeiten mit einer Anzahl kranzförmig angeordneter Wellen, die die Bear­ beitungswerkzeuge beispielsweise in Gestalt von Knet­ scheiben tragen. Die Bearbeitungswerkzeuge benachbarter Wellen greifen kämmend ineinander, wobei das viskose Bearbeitungsgut beim Durchlauf durch die von den Bearbei­ tungswerkzeugen begrenzten engen Spalte immer wieder zu dünnen Schichten ausgebreitet wird. Vielwellenreaktoren dieser Bauart sind deshalb von hoher verfahrenstechni­ scher Wirksamkeit. Der Antrieb der Wellen erfolgt über ein außerhalb des Vakuumraumes liegendes Verteilergetrie­ be. Es hat sich aber herausgestellt, daß dieses Vertei­ lergetriebe und das notwendige Abdichtsystem der vielen Wellen gegenüber Vakuum technisch und wirtschaftlich aufwendig sind, insbesondere auch, wenn die Wellen be­ heizt werden sollen.

Konstruktiv einfacher ist eine weiterentwickelte Ausfüh­ rungsform (DE-PS 40 01 986), bei der auf ein außenliegen­ des Verteilergetriebe verzichtet ist und der Antrieb der Wellen über ein Planetengetriebe erfolgt, dessen Zahnrä­ der in den Arbeitsraum verlegt sind. Da die Zahnräder von dem Bearbeitungsgut geschmiert werden, ist diese Kon­ struktion nur für Bearbeitungsgut anwendbar, das eine solche Zahnradeinwirkung erlaubt, ohne in seiner Struktur oder Zusammensetzung Schaden zu nehmen. Davon abgesehen sind bei dieser Bauform die einzelnen Planetenwellen an ihren beiden Enden über Lager gegen das Gehäuse abstütz­ bar, was bedeutet, daß der Reaktor lediglich mit einer Arbeitskammer ausgebildet werden kann. Insbesondere bei liegender Anordnung des Reaktors ist damit die Länge des Arbeitsraumes begrenzt (kleiner etwa 15mal dem Wellen­ durchmesser), weil sonst die unvermeidbare Durchbiegung der Wellen zu mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand nicht mehr behebbaren Schwierigkeiten führt. Diese Schwierigkeiten rühren her von übermäßiger Biegewechsel­ belastung der Wellen, der Gefahr des Anlaufens der je­ weils unten liegenden Wellen an dem Gehäuse, der Ver­ schlechterung der Eingriffsverhältnisse der Zahnräder und der Bearbeitungswerkzeuge und dergleichen. Abgesehen davon, daß sich für die Zahnräder des Planetengetriebes ungünstige Schmierverhältnisse einstellen und auch eine Wellenbeheizung nicht vorgesehen werden kann, so daß sich ggfs. ein für die Funktion nachteiliger Temperaturgang in dem Getriebe einstellt, kann das verwendete Planetenge­ triebe als dreigliedriges Getriebe lediglich mit einem einzigen Verzahnungsmodul für das zentrale Zahnrad und den gehäuseseitigen Zahnring ausgebildet werden, weil die auf dem Planetenwellen sitzenden Ritzel in einer Ebene sowohl mit der Verzahnung des Zentralrades als auch mit der Innenverzahnung des Zahnringes kämmen.

Weil die auf den Planetenwellen angeordneten, die Bear­ beitungsmittel bildenden Schneckengänge gewisse Gesetzmä­ ßigkeiten zwischen dem Schneckenaußendurchmesser, dem Schneckenkerndurchmesser sowie den sich daraus ergebenden Achsabständen bedingen, können die Ritzel auf den Plane­ tenwellen nur kraftschlüssig befestigt werden, mit der Folge, daß die einzelnen Planetenwellen bei der Montage in ihrer Winkelstellung zu dem jeweils zugehörigen Ritzel mit großer Sorgfalt einjustiert werden müssen. Damit hängt die einwandfreie Funktion des Reaktors in erhebli­ chem Maße von der Geschicklichkeit des Montagepersonals ab, was unzweckmäßig ist. Eine formschlüssige Verbindung der Ritzel mit den Planetenwellen wäre nur mit sehr hohem technischem Aufwand möglich und scheidet deshalb aus.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb hier abzuhelfen und einen Dünnschicht-Vielwellenreaktor zu schaffen, der sich durch einen betriebssicheren, einfach herzustellenden und montierenden Antrieb der die Bearbeitungsmittel tragenden Wellen bei einwandfreier schonender Zufuhr des Bearbei­ tungsgutes zu den Bearbeitungsmitteln der Trabantenwellen auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Vor­ richtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß jede Trabantenwelle wenigstens zwei koaxiale Ritzelpaare trägt von denen bei jedem Ritzelpaar ein Ritzel ledig­ lich mit einem Zentralzahnrad und das andere Ritzel le­ diglich mit der Innenverzahnung eines Zahnringes in Ein­ griff steht und daß die Ritzelpaare axial zueinander beabstandet angeordnet sind.

Damit können die Verzahnungspaarungen zwischen dem jewei­ ligen Zentralzahnrad und der Ritzelseite einerseits, sowie zwischen dem jeweiligen Zahnring unter der Ritzel­ seite andererseits unabhängig voneinander auf jeweils optimale Eingriffsverhältnisse ausgelegt werden. Es er­ öffnet sich insbesondere die Möglichkeit, daß die beiden Ritzel zumindest eines Ritzelpaares und hier insbesondere des auf der Einlaufseite des Bearbeitungsgutes liegenden Ritzelpaares mit entgegengesetzt gerichteten Schrägver­ zahnungen versehen sind, denen entsprechende Verzahnungen an dem jeweiligen Zentralzahnrad bzw. an dem jeweiligen Zahnring zugeordnet sind.

Durch diese Ausbildung der Verzahnungen der Ritzelpaare wird erreicht, daß auf die Zentralwelle und die Traban­ tenwellen einwirkende Axialkräfte über die Zentralzahnrä­ der und die Ritzel unmittelbar in die gehäusefesten Zahn­ ringe abgeleitet werden. Es stellt sich eine selbsttätige Zentrierung der Zentralwelle und der Trabantenwellen zueinander und zu dem Gehäuse ein. Damit kann auf eine separate Axial- und Radiallagerung dieser Wellen verzich­ tet und die Anordnung derart getroffen werden, daß die Zentralwelle und/oder die Trabantenwellen lediglich über die Zentralzahnräder und die Ritzel auf den Zahnringen axial und radial gelagert sind.

Da, wie erwähnt, die Verzahnungen des Zahnringes und des Zentralzahnrades jedes Ritzelpaars unabhängig voneinander auf optimale Eingriffsverhältnisse ausgelegt werden kön­ nen, kann die Anordnung mit Vorteil derart getroffen werden, daß die Verzahnungen der Ritzel eines Ritzelpaa­ res jeweils mit einem Modul ausgebildet sind, der an dem Zentralzahnrad bzw. an der Innenverzahnung des Zahnrades von Trabantenwelle zu Trabantenwelle eine ganzzahlige Zähnezahl ergibt. Es müssen somit keinerlei Kompromisse hinsichtlich der Verzahnungsmodulen in Kauf genommen werden, wie dies bei Verwendung einfacher Planetengetrie­ bei für solche Vielwellenreaktoren unerläßlich ist.

Von besonderem Vorteil ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Ritzel mit den Trabantenwellen drehfest durch formschlüssige Verbindungsmittel verbunden sind, die zweckmäßigerweise eine Verzahnung aufweisen, deren Modul einen Teilungswinkel ergibt, dessen ganzzahliges Vielfa­ ches dem Teilungswinkel zwischen zwei Trabantenwellen entspricht.

Diese Verzahnung macht aufwendige Justagearbeiten bei der Montage der Trabantenwellen überflüssig und erlaubt es, für alle Trabantenwellen die gleichen Ritzel zu verwen­ den. Bezogen auf den Querschnitt durch das Gehäuse der Vorrichtung können nämlich die radialen Bezugsachsen zusammenwirkender Bearbeitungselemente benachbarter Tra­ bantenwellen sowohl bei eingängiger als auch bei mehr­ gängiger Bauart in einfacher Weise in die jeweils richti­ ge Lage gebracht werden, wobei es möglich ist, entlang der Vorrichtung ein- und zwei- oder mehrgängige Profile für die Bearbeitungsmittel gleichzeitig einzusetzen.

Die Trabantenwellen können in dem Bereich zwischen dem einlaufseitigen und dem auslaufseitigem Ritzelpaar wenig­ stens ein weiteres Ritzelpaar tragen, dem ein entspre­ chenden Zentralzahnrad und ein entsprechender Zahnring zugeordnet sind. Diese Ausbildung erlaubt es, abhängig von den Bedingungen des jeweiligen Einsatzfalles mit praktisch beliebig langen Trabantenwellen zu arbeiten, deren Länge ausschließlich durch wirtschaftliche Über­ legungen oder den Platzbedarf der Vorrichtung beschränkt ist. Die Trabantenwellen können erforderlichenfalls auch mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser ausgebildet wer­ den, weil das Antriebsdrehmoment an mehreren im axialen Abstand voneinander stehenden Stellen in die Trabanten­ wellen eingeleitet werden kann.

Da an jedem Ritzelpaar dessen Ritzel mit entgegengesetz­ ter Steigung schräg verzahnt sind, auf die Trabantenwel­ len einwirkende Axialkräfte aufgenommen und in den gehäu­ seseitigen Zahnring abgeleitet werden, können die Traban­ tenwellen bei Vorrichtungen mit größerer axialer Länge auch mehrteilig ausgebildet sein, wobei ihre Teile durch einfache Kupplungsmittel drehfest miteinander verbunden sind. Diese Kupplungsmittel sind zweckmäßigerweise in Durchströmrichtung des Bearbeitungsguts unmittelbar vor dem jeweiligen Ritzelpaar angeordnet.

Um den im Bereiche der Ritzelpaare auftretenden, von dem durchströmenden Bearbeitungsgut zu überwindenden Fließwi­ derstand zu kompensieren ohne den Druck des Bearbei­ tungsgutes in der Vorrichtung insgesamt erhöhen zu müs­ sen, ist es von Vorteil, wenn den Ritzeln auf den Traban­ tenwellen angeordnete Förderelemente, beispielsweise in Gestalt von kurzen Förderschnecken vorgeschaltet sind. Bei mehrteiligen Trabantenwellen können in diesen gleich­ zeitig die erwähnten Kupplungsmittel ausgebildet sein, so daß sich eine weitere Vereinfachung der Konstruktion ergibt.

Wenn die Trabantenwellen in der erläuterten Weise ein­ laufseitig über ein Ritzelpaar mit entgegengerichteter Steigung der Schrägverzahnung axial gegen den zugehörigen gehäusefesten Zahnring gelagert sind, ist das andere auslaufseitige Ritzelpaar zweckmäßigerweise ebenso wie das zugehörige Zentralzahnrad und der entsprechende Zahn­ ring mit einer Geradverzahnung versehen, so daß bei­ spielsweise thermisch bedingte Längenänderungen der Tra­ bantenwelle selbsttätig ausgeglichen werden. Entsprechen­ des gilt auch bei geteilten Trabantenwellen für die ein­ zelnen Wellenabschnitte.

Auch etwa zwischen den einlauf- und dem auslaufseitigen Ritzelpaar angeordnete weitere Ritzelpaare sind in der Regel mit einer Geradverzahnung ausgebildet.

Den schräg- und/oder den geradverzahnten Ritzelpaaren sind mit Vorteil Förder- und/oder Stauelemente für das Bearbeitungsgut vor und/oder nachgeschaltet, um erforder­ lichenfalls einerseits den Fließwiderstand der Verzahnun­ gen und andererseits dem von den nachgeordneten Bearbei­ tungsmitteln oder Austragswerkzeugen herrührenden Gegen­ druck zu überwinden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist bei allen Tra­ bantenwellen zwischen den Ritzeln wenigstens eines Rit­ zelpaares eine mit den Trabantenwellen gemeinsam um die Zentralwelle umlaufende zu der Zentralwelle koaxiale Stauscheibe angeordnet, die Durchlässe für das Bearbei­ tungsgut aufweist. Diese Stauscheibe trägt mit Vorteil axial gerichtete Füllkörper, durch die die zwickelförmi­ gen Zwischenräume zwischen benachbarten Ritzeln und/oder diesen benachbarten Förderelementen und der Zentralwelle sowie dem umhüllenden Gehäuse oder Gehäuseteil im wesent­ lichen ausgefüllt sind. Diese Stauscheiben erlauben eine definierte Umlenkung des Bearbeitungsgutes auf die Innen- oder auf die Außenseite der auf den Trabantenwellen sit­ zenden Bearbeitungsmittel, so daß eine einwandfreie Tren­ nung der Dickschichtseite von der Dünnschichtseite und damit hervorragende Entgasungsverhältnisse gewährleistet sind. Gleichzeitig kann der Verfahrensteil der Vorrich­ tung in mehrere voneinander unabhängige Bearbeitungs- insbesondere Entgasungsräume unterteilt werden. Aus Mon­ tagegründen werden dann auch die bereits geschilderten unterteilten Trabantenwellen verwendet. Die Füllkörper verhindern, daß sich in den Zwickeln zwischen den Ver­ zahnungen tote Räume ausbilden, in denen Bearbeitungsgut unbearbeitet liegen bleibt und zu Störungen der Funktion der Vorrichtung, sowie zu Beeinträchtigungen der Qualität des bearbeitenden Gutes führt.

Die Füllkörper können zumindest auf ihrer zur Einlaufsei­ te des Bearbeitungsgutes hinweisenden Stirnseite zumin­ dest teilweise durch frei drehbar gelagerte ringförmige Reinigungsscheiben abgedeckt sein, die koaxial zu der Zentralwelle angeordnet sind und reibschlüssig mitgenom­ men werden.

Da die Trabantenwellen bei einlaufseitiger Lagerung durch die gegenläufig schräg verzahnten Ritzel des Ritzelpaares axial abgestützt sind, ohne daß es dazu eigener Axial­ lager in dem stirnseitigen Deckel des Gehäuses bedürft hätte, läßt sich dieser Umstand für eine sehr einfache wartungsfreundliche Zufuhr des Bearbeitungsgutes zu den Trabantenwellen und deren Bearbeitungsmitteln ausnutzen. Die Zuführeinrichtung für das Bearbeitungsgut weist zu diesem Zwecke mit Vorteil wenigstens einen mit einem Einlaß verbundenen Ringkanal auf, mit dem die Trabanten­ wellen im Bereiche ihrer Stirnseiten in Verbindung stehen und der mit einer von dem Einlaß zunehmend abnehmenden Tiefe ausgebildet sein kann.

Weil außerdem auch die Zentralwelle bei der genannten Ausbildung ihres einlaufseitigen Ritzelpaars kein eigenes Axiallager im Bereiche des stirnseitigen Deckels des Gehäuse benötigt, kann auch die Abdichtung der Zentral­ welle gegenüber dem Gehäuse wirkungsvoll mit einfachen Mitteln bewerkstelligt werden. Dazu weist die Abdichtung der Zentralwelle einen sie unter Ausbildung eines Rings­ paltes umgebenden Kühlring auf, dem Einrichtungen zur Kühlung und/oder Beheizung zugeordnet sind, wobei der Ringspalt mit Bearbeitungsgut beaufschlagbar ist, das durch den Kühlring auf einer Temperatur unterhalb seines Schmelzpunktes haltbar ist. Der Kühlring kann wellensei­ tig ringförmige koaxiale Nuten aufweisen, während die Zentralwelle in dem Bereich des Kühlringes oder in dessen Nähe Fördermittel zur Versorgung des Ringspaltes mit Bearbeitungsgut tragen kann, die mit dessen Zuführein­ richtung in Verbindung stehen. Das Bearbeitungsgut wird damit unmittelbar als Dichtmittel verwendet, wobei gleichzeitig über eine entsprechende Verbindung mit dem Ringkanal der Zuführeinrichtung für das Verarbeitungsgut auch eine dauernde oder periodische Spülung des Rings­ spaltes mit fließfähigem Bearbeitungsgut vorgenommen werden kann.

Diese Fördermittel können zum Beispiel durch ein Förder­ gewinde gebildet sein, welches über einen entsprechenden Stichkanal mit Bearbeitungsgut versorgt wird.

Abhängig von der Art des zu behandelnden Bearbeitungs­ gutes und des Temperaturbereichs, in dem diese Behandlung vorzunehmen ist, kann es notwendig werden, dem Bearbei­ tungsgut während des Durchlaufes durch die Vorrichtung Wärme zuzuführen. Zu diesem Zwecke kann die Zentralwelle als Hohlwelle ausgebildet und durch in sie eingesetzte oder eingeleitete Heizmittel, beispielsweise eingesetzte stabförmige Heizkörper oder durchströmendes Thermoöl beheizbar sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstan­ des der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung im axialen Schnitt in einer Seitenansicht und im Aus­ schnitt,

Fig. 2 einen Abschnitt der Vorrichtung nach Fig. 1 auf der Einlaufseite des Bearbeitungsgutes in einer Schnittdarstellung entsprechend Fig. 1 und in einem anderen Maßstab,

Fig. 3 den Zwischenabschnitt der Vorrichtung nach Fig. 1 unter Veranschaulichung der Entgasungskammer in einer entsprechenden Darstellung und in ei­ nem anderen Maßstab,

Fig. 4 den Abschnitt auf der Auslaufseite des Bearbei­ tungsgutes der Vorrichtung nach Fig. 1 in einer entsprechenden Schnittdarstellung und in einem anderen Maßstab,

Fig. 5 die Vorrichtung nach Fig. 1 im Querschnitt und in einer Draufsicht unter sektorweiser Veran­ schaulichung des jeweiligen Schnittbildes an verschiedenen Schnittlinien AB bis WX der Vor­ richtung nach Fig. 2, 3, 4, 16

Fig. 6 einen Ausschnitt der Darstellung nach Fig. 5 unter Veranschaulichung der Kerbverzahnung in einem anderen Maßstab,

Fig. 7 die Vorrichtung nach Fig. 1 geschnitten längs der Linie YZ der Fig. 3 in einer Draufsicht und in einem anderen Maßstab,

Fig. 8 und Fig. 9 eine Stauscheibe der Vorrichtung nach Fig. 1 in perspektivischer Darstellung und in einer An­ sicht von oben bzw. von unten,

Fig. 10 die Verteilerscheibe der Vorrichtung nach Fig. 1 mit den zugehörigen Dichtscheiben in einer perspektivischen Teildarstellung und in einem anderen Maßstab,

Fig. 11 eine perspektivische schematische Darstellung der Zwickelbereiche zwischen den Trabantenwel­ len, der Zentralwelle und dem umschließenden Gehäuse im Ausschnitt und in einem Maßstab ent­ sprechend Fig. 9,

Fig. 12 zwei Reinigungsscheiben der Vorrichtung nach Fig. 1 in einer perspektivischen Teildarstel­ lung,

Fig. 13 eine schematische Darstellung der reibschlüssi­ gen Antriebsverhältnisse der Reinigungsscheiben nach Fig. 11,

Fig. 14 eine Stauscheibe der Vorrichtung nach Fig. 1 mit einseitig gerichteten Füllkörpern in per­ spektivischer Darstellung und in einem anderen Maßstab,

Fig. 15 zwei verschiedene Ausführungsformen der Vor­ richtung nach Fig. 1 mit einer unterschiedli­ chen Anzahl axial aneinander angefügter Bear­ beitungsbereiche, jeweils im axialen Schnitt und in einer Seitenansicht und

Fig. 16 einen mit einer Radiallagerung der Trabanten­ wellen versehenen Zwischenabschnitt einer Vor­ richtung gemäß Fig. 13 im axialen Schnitt in einer Seitenansicht und in einem anderen Maß­ stab.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung dient zum Homoge­ nisieren und Be- oder-Entgasen einer viskosen Flüssigkeit oder Masse, beispielsweise einer hochmolekularen polyme­ ren Schmelze. Sie weist ein zylindrisches Gehäuse 1 auf, das liegend oder stehend angeordnet sein kann und das auf der Einlaufseite des Bearbeitungsgutes durch eine Deckel­ platte 2 und auf der Auslaufseite des Bearbeitungsgutes durch einen Deckel 3 vakuumdicht verschlossen ist. Es besteht aus einem zylindrischen Gehäusemantel 4, an den sich einlaufseitig ein koaxialer innenverzahnter erster Zahnring 5, ein koaxialer Abstandsring 6 und ein Gehäuse­ ring 7 anschließen, auf den die Deckelplatte 2 aufgesetzt ist.

Auslaufseitig ist mit dem Gehäusemantel 4 ein zweiter Gehäusering 8 verbunden, auf den ein zweiter innenver­ zahnter Zahnring 9 folgt, an den sich ein zweiter Ab­ standsring 10 anschließt der von einem dritten Gehäuse­ ring 11 gefolgt ist, welcher an den Deckel 3 angrenzt. Die Ringe 5, 6, 7 auf der Einlaufseite und 8, 9, 10, 11 auf der Auslaufseite sind zusammen mit der Deckelplatte 2 bzw. dem Deckel 3 durch nicht weiter dargestellte achs­ parallele Zuganker miteinander sowie mit einem entspre­ chenden Endflansch 12 bzw. 13 des Gehäusemantels 4 lage­ richtig verspannt, wobei an den Trennflächen angeordnete Dichtungsringe, wie sie beispielhaft bei 15 angedeutet sind, für eine vakuumdichte Abdichtung sorgen. Auf das Gehäuse außen aufgesetzte elektrische Heizelemente 16 erlauben es, das Gehäuse 1 von außen her zu beheizen, wobei durch die abschnittsweise axiale Unterteilung der Heizelemente 16 eine über die axiale Länge der Vorrich­ tung unterschiedlich gesteuerte Wärmezufuhr möglich ist. Sämtliche Gehäuseteile können jedoch auch doppelmantelig ausgebildet sein, um sie mit Wärmeträgeröl zu temperie­ ren.

In dem Gehäuse ist eine koaxiale Zentralwelle 17 drehbar gelagert, die einen zylindrischen Wellenmantel 18 trägt, der sich zwischen zwei drehfest mit der Zentralwelle 17 verbundenen Zentralzahnrädern 19, 20 erstreckt, von denen eines auf der Einlaufseite im Bereiche des Abstandsringes 6 und das andere auf der Auslaufseite im Bereiche des Abstandringes 10 angeordnet ist.

Die Zentralwelle 17 ist als Hohlwelle mit einer durch­ gehenden Bohrung 190 ausgebildet, die auf der Auslaufsei­ te durch eine aufgeschraubte Kappe 200 vakuumdicht ver­ schlossen ist und in die ein bei 21 angedeuteter elek­ trischer Stabheizkörper eingesetzt ist, dessen Stromzu­ führungsleitung auf Schleifringe 22 auf der Einlaufseite herausgeführt sind.

Von dem Gehäuse umschlossen sind kranzförmig rings um die Zentralwelle 17 in der insbesondere aus den Fig. 5, 7 ersichtlichen Weise zwölf achsparallele Trabantenwellen 23 angeordnet, die bei dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel jeweils mehrteilig ausgebildet sind und die über einen etwa der Länge des Gehäusemantels 4 entsprechenden Teil ihrer Längserstreckung Bearbeitungsmittel in Gestalt von Schneckengängen 24 tragen. Anstelle der Schneckengän­ ge 24 könnten die Trabantenwellen 23 auch mit anderem Bearbeitungswerkzeugen, beispielsweise in Form von Knet­ scheiben bestückt sein, wie sie etwa aus der DE-PS 30 30 541 bekannt sind. Auch Kombinationen verschiedener Be­ arbeitungswerkzeuge untereinander sowie mit Schneckengän­ gen sind möglich.

Der Durchmesser der Schneckengänge 24 ist derart gewählt, daß die Schneckenkämme 25 mit einem kleinen Betriebsspalt von ca. 0,4 mm einerseits außen an die Innenwand des zylindrischen Gehäusemantels 4 und andererseits innen an den zylindrischen Wellenmantel 18 heranreichen. Der Betriebsringspalt ist so klein gewählt, daß im Betrieb eine wirksame axiale Abdichtung an dem Gehäusemantel 4 und dem Wellenmantel 18 vorhanden ist.

Auf einen zylindrischen Abschnitt 26 der Trabantenwellen 23 ist einlaufseitig ein Ritzelpaar 27 aufgesetzt, das aus zwei Zahnritzeln 28, 29 besteht, die formschlüssig mit der jeweiligen Trabantenwelle 23 drehfest verbunden sind.

Das auf der Einlaufseite des Verarbeitungsgutes liegende in Fig. 2 obere Ritzel 28 steht mit dem Zentralzahnrad 19 in Eingriff, während das zweite Ritzel 29 mit der Innen­ verzahnung des gehäusefesten Zahnringes 5 kämmt. Wie in Fig. 2 angedeutet, tragen die beiden Zahnritzel 28, 29 eine Schrägverzahnung mit entgegengesetzt gerichteter Steigung, der eine entsprechende Schrägverzahnung an dem Zentralzahnrad 19 bzw. dem Zahnring 5 zugeordnet ist.

Dies beiden gegenläufigen Schrägverzahnungen auf den bei­ den Ritzeln 28, 29 des Ritzelpaares 27 ergänzen sich zu einer Pfeilverzahnung. Sie bewirken, daß auf die Zentral­ welle 17 und die Trabantenwellen 23 einwirkende Axial­ kräfte über die Verzahnungen unmittelbar in den gehäuse­ festen Zahnring 5 abgeleitet werden, wie dies in Fig. 2 durch einen bei 30 angedeuteten Weg für den Kraftfluß der Axial- und Radialkräfte angegeben ist. Gleichzeitig wer­ den die Trabantenwellen 23 durch diese Verzahnungen selbsttätig radial zentriert, während die Zentralwelle 17 mit ihrem Zentralzahnrad 19 über die Ritzel 28, 29 auf dem gehäusefesten Zahnring 5 ebenfalls radial gelagert ist. Es sind deshalb im Bereiche des Gehäusedeckels 2 keine eigenen Radial- oder Axiallager für die Zentralwel­ le 17 und/oder die Trabantenwellen 23 erforderlich.

Die Schrägverzahnungen der beiden Ritzel 28, 29 des Rit­ zelpaares 27 sind mit unterschiedlichen Modulen ausge­ führt, die derart gewählt sind, daß sich jeweils optimale Eingriffsverhältnisse mit der Stirnverzahnung des Zen­ tralzahnrades 19 bzw. der Innenverzahnung des Zahnringes 5 ergeben. Die Auswahl der Modulen ist dabei derart ge­ troffen, daß sich an dem Zentralzahnrad 19 bzw. an der Innenverzahnung des Zahnringes 5 von Trabantenwelle 23 zu Trabantenwelle 23 eine ganzzahlige Zähnezahl ergibt. Dies ist in Fig. 5, 6 in den den Schnittbildern IJ bzw. MN entsprechenden Sektoren veranschaulicht: Der zwischen zwei benachbarten Trabantenwellen 23 liegende Verzah­ nungsabschnitt weist bei dem Zentralzahnrad 19 fünf Zähne und an dem Zahnring 5 acht Zähne auf.

Zur drehfesten formschlüssigen Verbindung der beiden Ritzel 28, 29 mit der jeweiligen Trabantenwelle 23 ist diese in ihrem zylindrischen Bereich 26 mit einer axialen Kerbverzahnung 31 (Fig. 6) versehen, die in eine entspre­ chende Innenkerbverzahnung der beiden Ritzel eingreift. Der Modul dieser Kerbverzahnung 31 ist derart gewählt, daß sich ein Teilungswinkel der Verzahnung ergibt, dessen ganzzahliges Vielfaches dem Teilungswinkel zwischen zwei benachbarten Trabantenwellen 23 entspricht. Im vorliegen­ den Falle beträgt der Teilungswinkel zwischen zwei be­ nachbarten Trabantenwellen 23 30° (360° : 12 Wellen), während der Teilungswinkel der Kerbverzahnung 31 bei 36 Zähnen 10° beträgt.

Da die Schneckengänge 24 der Trabantenwellen 23 zweigän­ gig sein können, muß dann, nebenbei bemerkt, die Zähne­ zahl der Kerbverzahnung 31 zusätzlich durch vier teilbar sein.

Durch die erläuterte Ausbildung der Kerbverzahnung 31 und der Ritzelverzahnungen lassen sich bei der Montage die Ritzel 28, 29 auf die Kerbverzahnung 31 in einer solchen Winkellage zu den Trabantenwellen 23 aufstecken, daß, wie aus Fig. 7 ersichtlich, die einzelnen Trabantenwellen 23 bei ihrer Umlaufbewegung um die Zentralwelle 17 immer ihre richtige gegenseitige räumliche Zuordnung behalten, d. h., daß die bei 32 in Fig. 7 angedeutete radiale Be­ zugsachse der Schneckengänge 24 ihre räumliche Ausrich­ tung beibehält. Damit sind in jedem Falle einwandfrei unveränderliche präzise Eingriffsverhältnisse benachbar­ ter Schneckengänge 24 gewährleistet. Gleichzeitig können für alle Trabantenwellen 23 gleichgestaltete Ritzel 28. 29 verwendet werden, die eben nur mit anderer Winkelstel­ lung auf die Kerbverzahnung 31 der ebenfalls unter sich gleichgestalteten Trabantenwellen 23 aufgesteckt werden.

Wie insbesondere aus Fig. 4 zu ersehen, ist auf ein zy­ lindrisches Endteil 33 der Trabantenwellen 23 an der Auslaufseite des Bearbeitungsgutes ein zweites Ritzelpaar 34 aufgesetzt, das aus zwei koaxialen Ritzeln 35, 36 besteht, die beispielsweise über eine der Kerbverzahnung 31 (Fig. 6) entsprechende Kerbverzahnung formschlüssig mit der jeweiligen Trabantenwelle gekuppelt sind. Die beiden Ritzel 35, 36 tragen eine Geradverzahnung, mit der sie in eine entsprechende Geradverzahnung auf der Innen­ seite des Zahnringes 9 bzw. auf der Außenseite des Zen­ tralzahnrades 20 eingreifen.

Die Geradverzahnungen erlauben eine gewisse axiale Be­ weglichkeit der Trabantenwellen 23 und der Zentralwelle 17 in diesem Auslaufbereich, so daß bspw. temperaturbe­ dingte geringfügige Längenänderungen dieser Wellen ohne Behinderung ausgeglichen werden. Gleichzeitig sind die Zentralwelle 17 und die Trabantenwellen 23 über die Rit­ zel 35, 36 radial an dem gehäusefesten Zahnring 9 gela­ gert, so daß sich auch auf der Auslaufseite des Bearbei­ tungsgutes keine Notwendigkeit zur Anordnung eigener Axial- oder Radiallager in dem Deckel 3 ergibt.

Zwischen den beiden Ritzeln 28, 29 des ersten Ritzelpaa­ res 27 ist ebenso wie zwischen den beiden Ritzeln 35, 36 des zweiten Ritzelpaares 34 jeweils eine Stauscheibe 37 angeordnet, deren Aufbau insbesondere aus den Fig. 8 und 9 zu ersehen ist.

Die kreiszylindrische Stauscheibe 37 ist als Ringscheibe mit einer koaxialen zylindrischen Öffnung 38 ausgebildet, die mit engem Ringspalt den Wellenmantel 18 umschließt und an ihrem Außenumfang ebenfalls mit engem Spalt an die Innenfläche des Abstandsringes 6 (Fig. 2) bzw. 10 (Fig. 1) heranreicht. Sie ist mit achsparallelen zylindrischen Durchgangsbohrungen 39 versehen, durch die die zylindri­ schen Teile 26 bzw. 33 (Fig. 2, 4) der Trabantenwellen verlaufen. Eingesetzte innenkerbverzahnte Lagerringe 40 (Fig. 2) dichten die Kerbverzahnung 31 (Fig. 6) ab und ergeben einwandfrei Bewegungsverhältnisse zu der Innen­ wandung der Bohrungen 39.

Jeweils achsmittig zwischen benachbarten Axialbohrungen 39 sind auf einem gemeinsamen, zu der mittigen Öffnung 38 koaxialen Teilkreis liegend achsparallele Durchgangskanä­ le 41 für das Bearbeitungsgut eingebohrt. Wie insbesonde­ re aus den Fig. 5, 6 zu entnehmen, münden diese Durch­ gangskanäle 41 zwischen den nicht miteinander in Eingriff stehenden Verzahnungen der Ritzel 28, 29 bzw. 35, 36 (Fig. 2, 4) benachbarter Trabantenwellen 23 und zwar etwa an oder in der Nähe der Stelle, an der die Ritzelverzah­ nungen benachbarter Trabantenwellen sich am weitesten gegenseitig annähern.

Auf der Oberseite und der Unterseite der Stauscheibe 37 sind jeweils aufrechtstehende achsparallele Füllkörper 42 angeformt, deren Stirnflächen in einer gemeinsamen hori­ zontalen Ebene liegen und die seitlich im wesentlichen durch sich schneidende achsparallele Zylinderflächen begrenzt sind. Die Füllkörper 42 sind in ihrem Quer­ schnitt derart gestaltet, daß sie die beidseitig der Durchgangskanäle 41 vorhandenen Zwickel zwischen den Verzahnungen der Ritzel der beiden Ritzel 28, 29 bzw. 36, 37 und dem zugehörigen Zentralzahnrad 19 bzw. 20 sowie dem zugehörigen gehäusefesten Zahnring 5 bzw. 9 (Fig. 2, 4) weitgehend ausfüllen. Dazu reichen, wie bspw. anhand von Fig. 2 kurz erläutert, die Füllkörper 42 bei 46 unter Ausbildung eines engen Ringspaltes an die Umfangsfläche der Zentralwelle 17 heran, während sie bei 47 ebenfalls mit einer Zylinderfläche unter Ausbildung eines engen Ringspaltes gegenüber der innenliegenden Zylinderfläche des Abstandringes 6 abdichten. Bei 48, 49 sind die ent­ sprechenden Zylinderflächen der Füllkörper 42 radial zurückversetzt, um für die Verzahnung des Zentralzahnra­ des 19 bzw. des Zahnringes 5 Platz zu schaffen.

Für die in das zweite Ritzelpaar 34 (Fig. 4) eingesetzte Stauscheibe 37 gilt entsprechend das gleiche.

Die Stauscheibe 37 hat die Aufgabe, einerseits einen geregelten kontrollierten Durchfluß des Bearbeitungsgutes durch das jeweilige Ritzelpaar 27 bzw. 34 zu gewährlei­ sten und andererseits zu verhindern, daß sich in den zwischen den Ritzeln der Zentralwelle 17 und den außen umschließenden Gehäuseteilen Bearbeitungsgut ansammelt, das nicht mehr weiter gefördert wird und deshalb er­ starrt, so daß auf die Dauer die Betriebssicherheit der ganzen Vorrichtung in Frage gestellt werden könnte.

In Durchströmungsrichtung des Verarbeitungsgutes ist den Ritzelpaaren 27, 34 bei jeder Trabantenwelle 23 jeweils ein Förderelement in Gestalt einer Förderschnecke 50 vorgeschaltet, die drehfest auf die Kerbverzahnung 31 der Welle aufgesetzt ist. Die Förderschnecke 50 ist jeweils als Schneckenbüchse ausgebildet, in die auf der Einlauf­ seite ein entsprechender kerbverzahntes Endstück 51 ragt, das zu dem zylindrischen Teil 26 der jeweiligen Traban­ tenwelle 23 durch eine Führungsbuchse 52 zentriert ist und auf seinem zylindrischen Kopfteil 53 kreuzförmig angeordnete Verteilernuten 54 (Fig. 5 Schnittbild ent­ sprechend dem Sektor CD) trägt.

Grundsätzlich ähnlich ist die konstruktive Gestaltung auf der Auslaufseite des Verarbeitungsgutes, wie dies aus Fig. 4 zu entnehmen ist. Die Führungsbuchse ist hier wiederum mit 52 bezeichnet. Die Anordnung ist nur derart getroffen, daß in Fließrichtung hinter dem Ritzelpaar 34 noch eine zweite Förderschnecke 50 auf jede Trabantenwel­ le 23 aufgesetzt ist, die das bearbeitete Behandlungsgut in einen Auslaufkanal 55 fördert, der zu einer zentri­ schen Auslauföffnung 56 in dem Deckel 3 führt.

Jede Trabantenwelle 23 ist als Hohlwelle ausgebildet; sie enthält einen durchgehenden Zuganker 560, der mit den beiden Endstücken 51, 540 verschraubt ist und das Ganze zu einer einheitlichen Welle zusammenspannt.

Den Förderschnecken 50 jeder Trabantenwelle ist jeweils eine eigene Stauscheibe 37a zugeordnet, die in Fig. 14 dargestellt ist und grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die Stauscheibe 37 (Fig. 8, 9) aufweist. Unterschiedlich ist lediglich, daß Füllkörper 42a nur auf einer Planseite der Stauscheibe 37a angeordnet sind. Diese Füllkörper 42a sind mit ihren sie seitlich begrenzenden einander schnei­ denden Zylinderflächen so gestaltet, daß sie die Förder­ schnecken 50 im wesentlichen über ihre axiale Erstreckung umschließen, wie dies aus den Fig. 2, 4 hervorgeht. Die achsmittig zwischen den Durchgangsbohrungen 39a für die zylindrischen Teile 33 der Trabantenwellen 23 auf einem gemeinsamen koaxialen Teilkreis liegenden Durchlaßkanäle 41a für das Bearbeitungsgut leiten das von den Förder­ schnecken 50 jeweils geförderte Bearbeitungsgut entweder zu den Ritzeln 28, 29 des ersten Ritzelpaares 27 oder zu den Ritzeln 36, 37 des zweiten Ritzelpaares 34. Lediglich die die auf die jeweiligen Trabantenwelle 23 auslaufsei­ tig aufgesetzte endständige Förderschnecke 50 umgebenden Füllkörper 42a sind zu dem Auslaufkanal 55 hin gerichtet, so daß sich im Vergleich zu den Verhältnisse bei der dem Ritzelpaar 34 vorgeschalteten Stauscheibe 37a hier eine Durchströmung der Stauscheibe 37a in der umgekehrten Richtung ergibt.

Die dem auslaufseitigem Ritzelpaar 34 vorgeschaltete Stauscheibe 37a ergibt den für die Behandlung des Bear­ beitungsgutes durch die Schneckengänge 24 erforderlichen Rückdruck während die Füllkörper 42a der Stauscheiben 37a in bereits erläuterter Weise die Zwickelräume zwi­ schen der Zentralwelle 17 und dem Gehäuse, sowie den in diesem Bereich vorhandenen Verzahnungen ausfüllen, um damit tote Räume im Fließweg des Bearbeitungsgutes zu vermeiden.

Auf die Füllkörper 42a der dem auslaufseitigem Ritzelpaar 34 vorgeordneten Stauscheibe 37a sind zwei koaxiale Rei­ nigungsringe 58 aufgelegt, von denen der innenliegende Reinigungsring 58 auf der Umfangsfläche des Wellenmantels 18 und der größeren Durchmesser aufweisende äußere Reini­ gungsring an der Innenmantelfläche des Gehäusemantels 4 drehbar gelagert ist (Fig. 4, 12).

Wie die Skizze nach Fig. 13 erkennen läßt werden die beiden Reinigungsringe 58 bei um die Zentralwelle 17 umlaufenden Trabantenwellen 23 im entgegengesetzten Dreh­ sinne reibschlüssig mitgenommen, weil sie mit den Förder­ schnecken 50 auf der Außen- bzw. Innenseite der Drehachse der jeweiligen Trabantenwelle durch Reibschluß gekuppelt sind. Aufgabe der Reinigungsringe 12 ist es, Toträume im Bereiche des Überganges zwischen den Schneckengängen 24 und der Förderschnecken 50 bzw. den Füllkörpern 42a der Stauscheibe 37a auszuschalten, und eine dauernde selbst­ tätige Reinigung der Stirnflächen der Füllkörper 42a zu gewährleisten.

Die dem Ritzelpaar 34 auf der Auslaufseite vorgeschalte­ ten Förderschnecken 50 sind so bemessen, daß sie den Fließwiderstand der beiden nachgeordneten Stauscheiben 37a und des Ritzelpaares 34 überwinden.

Einlaufseitig ist dem Ritzelpaar 27 in Durchflußrichtung eine dreiteilige Verteilerscheibe 60 nachgeordnet, deren Aufbau insbesondere aus Fig. 10 zu entnehmen ist:

Die als Ringscheibe ausgebildete Verteilerscheibe 60 weist eine der Zahl der Trabantenwellen 23 entsprechende Anzahl von auf einem gemeinsamen koaxialen Teilkreis liegenden Durchgangsbohrungen 61 auf, mit denen sie auf jeweils einem zylindrischen Bund 62 (Fig. 2) der Traban­ tenwellen 23 mit geringem Spiel gelagert ist.

In dem von dem Teilkreis der Durchgangsöffnungen 61 um­ schlossenen Raum ist eine koaxiale Ringnut 63 vorgesehen, die sich von der Planfläche aus nach oben öffnet und von der für jede Durchgangsbohrung 61 eine mit dieser auf dem gleichen Radius liegende Stichbohrung 64 abgeht, die als Durchgangsbohrung zur Rückseite der Verteilerscheibe 60 führt. Die Ringnut 63 ist radial innen durch einen zylin­ drischen inneren Dichtring 65 begrenzt, der auf dem Wel­ lenmantel 18 frei drehbar gelagert ist und mit der Ring­ nut 63 auf der anderen Umfangsseite einen engen Lager­ spalt begrenzt.

Ein zweiter äußerer Dichtring 66 ist auf die äußere zy­ lindrische Umfangsfläche 67 der Verteilerscheibe 60 mit geringem Lagerspiel aufgesetzt; er grenzt mit ebenfalls geringem Spiel an die zylindrische Innenfläche des Gehäu­ seabschnitts 4 an.

Bei um die Zentralwelle 17 umlaufenden Trabantenwellen 23 führen die beiden Dichtringe 65, 66 eine in Fig. 10 durch Pfeile angedeutete gegenläufige Drehbewegung aus, die ihnen durch reibschlüssige Mitnahme von den die Schnecken­ gänge 24 tragenden Stirnseiten der Trabantenwellen erteilt wird. Das Zustandekommen der gegenläufigen Dreh­ bewegung folgt augenfällig aus Fig. 11, aus der außerdem zu ersehen ist, daß die beiden Dichtringe die inneren und äußeren Zwickelbereiche 70, 71 zwischen dem Gehäuse und dem Wellenmantel 18, sowie den benachbarten Trabantenwel­ len 23 abdecken.

Wie insbesondere aus Fig. 2 zu entnehmen, wird durch die Anordnung der Stichbohrungen 64 auf der Innenseite der Durchgangsbohrungen 61 der Verteilerscheibe 60 erreicht, daß die Stichbohrungen unmittelbar innerhalb der jeweili­ gen Trabantenwelle auf deren Schneckengänge 24 münden. Damit ist eine einwandfreie genau definierte Zufuhr des Bearbeitungsgutes in die in Fig. 11 mit 73 bezeichnete innenliegende Arbeitskammer jeder Trabantenwelle gewähr­ leistet, wobei diese Arbeitskammer durch den Wellenmantel 18 und die Schneckengänge 24 benachbarter Trabantenwellen 23, sowie die jeweiligen Trabantenwelle 23 selbst be­ grenzt ist. Im Betrieb liegt deshalb im Bereiche dieser inneren Arbeitskammern 73 die sogenannte Dickschichtsei­ te.

Den inneren Arbeitskammern 73 gegenüberliegend ist bei jeder Trabantenwelle 23 eine äußere Arbeitskammer 74 definiert, die von dem Gehäusemantel 4, den Schneckengän­ gen 24 benachbarter Trabantenwellen 23 und der jeweiligen Trabantenwelle 23 selbst begrenzt ist. In den äußeren Arbeitskammern 74 ist das Bearbeitungsgut im Betrieb zu dünnen Schichten auf den Flanken der Schneckengänge 24 ausgebreitet, so daß es einer wirksamen Be- und Entgasung zugänglich ist, während gleichzeitig beim aufeinanderfol­ genden wiederholten Durchgang durch die zwischen den Schneckengängen 24 benachbarter Trabantenwellen vorhande­ nen engen Spalte eine hervorragende Homogenisierung und Durchmischung des Bearbeitungsgutes erfolgt. Die den äußeren Arbeitskammern 74 zugeordnete Seite ist deshalb die sogenannte Dünnschichtseite des Trabantenwellenkran­ zes bzw. der ganzen Vorrichtung.

Die Zufuhr des Behandlungsgutes zu den von den Schnecken­ gängen 24 gebildeten Behandlungsmitteln der Trabantenwel­ len 23 geschieht über eine Zuführeinrichtung, die-in der Deckelplatte 2 ausgebildet ist (vergleiche Fig. 1, 2). Diese Zuführeinrichtung enthält einen in der Deckelplatte 2 angeordneten, zu der Zentralwelle 17 koaxialen Ringka­ nal 75, der ausgehend von einem seitlich angeordneten radialen Zuführkanal 76 für das Behandlungsgut über seine Länge eine kontinuierlich abnehmende Axialhöhe aufweist. Der Ringkanal 75 mündet in eine zu ihm koaxiale Ringnut 77, in der die Endstücke 51 der Trabantenwellen 23 mit seitlichem Spiel aufgenommen sind. Im Betrieb sind des­ halb die Trabantenwellen 23 stirnseitig auch im Bereiche ihrer Förderschnecken 50 in das Behandlungsgut eingebet­ tet, das über seitlich angeordnete Nuten 77 an dem jewei­ ligen Endstück 51 zu den Schneckengängen der Förder­ schnecken 50 fließen kann. Die stirnseitig angeordneten Nuten 54 verbessern die Verteilung des Behandlungsgutes und verhindern, daß sich auf den Stirnflächen der End­ stücke 51 Behandlungsgut absetzt.

Die Förderschnecken 50 sind derart bemessen, daß sie den Fließwiderstand den das Behandlungsgut in den Stauschei­ ben 37, in dem Ritzelpaar 27 und in der Verteilerscheibe 60 finden, überwunden wird.

Da die Zentralwelle 17 und die Trabantenwellen 23 über die beiden Ritzelpaare 27, 34 axial und radial gelagert sind, ist im Bereiche der Deckelplatte 2 keine eigene Axiallagerung insoweit vorgesehen. Die Zentralwelle 17 ist durch eine mittige zylindrische Lageröffnung 78 der Deckelplatte 2 durchgeführt, deren Durchmesser so gewählt ist, daß sie mit der zylindrischen Außenwand des Wellen­ mantels 18 einen dünnen Lagerspalt begrenzt. Im Bereiche der Lagerbohrung 78 ist auf den Lagermantel 18 außen ein Fördergewinde 79 aufgebracht, das axial bis in den Be­ reich der Förderschnecken 50 der Trabantenwellen 23 ragt und dessen Steigung so gerichtet ist, daß es im Betrieb stetig eine gewisse Menge Bearbeitungsgut in Achsrichtung durch den es umgebenden Lagerspalt in der Deckelplatte 2 fördert. Dieses den Lagerspalt ausfüllende fließfähige Bearbeitungsgut bildet eine vakuumdichte Abdichtung des Gehäuseinneren nach außen.

Um Vakuumverluste durch den zwischen der Zentralwelle 17 und dem Wellenmantel 18 vorhandenen Ringspalt zu vermei­ den, ist der Wellenmantel 18 außerdem durch zwei aufge­ setzte Dichtringe 80, 81 gegen einen zylindrischen Wel­ lenzapfen 17a der Zentralwelle 17 abgedichtet. Die beiden Dichtringe 80 sind axial durch Druckschrauben 82, 83 verspannt, die auf entsprechende Druckringe 84, 85 ein­ wirken.

Auf die Deckelplatte 2 ist schließlich außen noch ein beheizbarer koaxialer Kühlring 86 aufgesetzt, der in der Regel aus einem gut wärmeleitenden Metall besteht und an seiner Außenumfangsfläche ein Heizelement 87 trägt. In dem aus Fertigungsgründen zweiteiligen Kühlring 86 ist ein koaxialer Ringkanal begrenzt, in den ein Kühlmittel­ anschluß 89 führt und der radial innenliegend durch einen Kühlringteil 86a begrenzt ist, der mit dem außenliegenden Kühlringteil 86b flüssigkeitsdicht verschweißt ist. Es sind Ausführungsformen denkbar, bei denen die beiden Kühlringteile 86a,b aus unterschiedlichem Material beste­ hen, derart, daß lediglich der innenliegende Kühlringteil 86a gut wärmeleitend ist.

Im Bereiche seiner den Wellenmantel 18 mit einem Lager­ spiel umschließenden Innenwand ist der Kühlring 86 mit wellenseitig sich öffnenden Ringnuten 90 versehen.

Von dem Ringkanal 75 zweigt wenigstens ein Stichkanal 91 ab, der in der Deckelplatte 2 im Bereiche deren Lagerboh­ rung 78 in unmittelbarer Nähe des Kühlringes 86 mündet und der dazu bestimmt ist, aus dem Ringkanal 75 fließfä­ higes Bearbeitungsgut in den Lagerspalt zwischen dem Kühlring 86 und der Lagerbohrung 78 der Deckelplatte 2 und dem Wellenmantel 18 zu bringen.

Der Kühlring 86 wird durch entsprechende Steuerung seines Heizelementes 87 und der Kühlmittelbeaufschlagung bei 89 im Betrieb auf einer Temperatur gehalten, die unterhalb des Schmelzpunktes des Bearbeitungsgutes liegt, so daß sichergestellt ist, daß das den Lagerspalt ausfüllende Bearbeitungsgut seine Funktion als Dichtmittel einwand­ frei erfüllen kann.

Das Fördergewinde 79 auf dem Wellenmantel 18 kann im übrigen auch von einem dem Zufuhrkanal 76 gegenüberlie­ gend angeordneten in Fig. 2 nicht weiter dargestellten Stichkanal aus mit Bearbeitungsgut zwecks Spülung ver­ sorgt werden.

Zwischen den beiden anhand der Fig. 2, 4 beschriebenen aus und einlaufseitigen Endabschnitten der Vorrichtung ist der Gehäusemantel 4 angeordnet, der etwa mittig eine Ent- oder Begasungseinrichtung trägt die in den Fig. 1, 3 und 7 veranschaulicht ist.

Diese Ent- oder Begasungseinrichtung weist eine im Be­ reiche der von den Schneckengängen 24 gebildeten Bearbei­ tungsmittel angeordnete Ent- oder Begasungsöffnung auf, die als ein ringsumlaufender Schrägschlitz 95 ausgebildet ist. Dieser sich zur Außenseite des Gehäusemantels 4 öffnende Schrägschlitz ist beidseitig durch kegelförmige Wandungsteile 96, 97 begrenzt, die mit der Achse der Zentralwelle 17 einen spitzen Winkel einschließen und zu der Auslaufseite der Vorrichtung hin geneigt sind.

Der Schrägschlitz 95 mündet außen in eine den Gehäuseman­ tel 4 umgebende Ent- oder Begasungskammer 98 (Fig. 3), die durch an dem Gehäusemantel 4 befestigte Gehäuseteile 99 begrenzt ist, zwischen denen ebene Schaugläser 100 abgedichtet eingesetzt sind, so daß sich insgesamt ein quadratischer Ent- oder Begasungsraum ergibt. Auf einer Seiten ist anstelle eines Schauglases ein Anschlußstutzen 101 abgedichtet angesetzt, der von einem elektrischem Heizkörper 102 umgeben ist und an eine Unter- oder Über­ druckquelle angeschlossen ist. Abhängig von der Art der Behandlung des Bearbeitungsgutes kann er auch zu einem Auffangbehälter oder einem Kondensator führen.

Die insoweit beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Das mit geringem Druck über den Zuleitungskanal 76 in den Ringkanal 75 kontinuierlich eingespeiste Bearbeitungsgut, bspw. eine hochmolekulare Polymerenschmelze, gelangt in bereits beschriebener Weise aus dem Ringkanal 75 zu den einlaufseitigen Förderschnecken 50, die das Bearbeitungs­ gut durch die Durchgangskanäle 41 der Stauscheiben 37 und das Ritzelpaar 27 zu der Verteilerscheibe 60 fördern, von wo aus das Bearbeitungsgut über die Stichbohrungen 64 gezielt auf die radiale Innenseite jeder Trabantenwelle 23 geleitet wird.

Damit bildet sich in den radial innenliegenden Arbeits­ kammern 73 der Gewindegänge 24 der Trabantenwellen 23 die Dickschichtseite aus, von der aus das Bearbeitungsgut bei jeder Umdrehung der Trabantenwellen durch die zwischen kämmenden Gewindegängen vorhandenen Spalte auf die gegen­ überliegende radial äußere Seite, die Dünnschichtseite, mit den Arbeitskammern 74 (Fig. 11) kontinuierlich geför­ dert wird.

Das in dieser Weise über die gesamte Länge der Gewinde­ gänge 24 geförderte Bearbeitungsgut ist auf der äußeren Dünnschichtseite über den etwa mittig zwischen der Ein­ lauf- und der Auslaufseite angeordneten Schrägschlitz 95 dauernd bspw. mit Unterdruck beaufschlagt wenn es um die Entgasung des Bearbeitungsgutes geht. Da der Unterdruck auf das mit großer Oberfläche dünnschichtig ausgebreitete Bearbeitungsgut einwirkt, wird eine ausgezeichnete Entga­ sung erreicht.

Nach Durchlaufen der Schneckengänge 24 wird das Bearbei­ tungsgut von den auslaufseitigen Förderschnecken 50 durch die Stauscheiben 37a und das zweite Ritzelpaar 34 in den Auslaufkanal 55 gefördert, von dem aus es über den An­ schluß 56 zu Weiterverarbeitung gelangt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Länge der Trabantenwellen 23 mit Rücksicht auf die erforderliche Verweilzeit des Bearbeitungsgutes, sowie die Zahl der Trabantenwellen verhältnismäßig kurz bemessen (15 × dem Durchmesser der Trabantenwelle). Auch ist lediglich eine Bearbeitungskammer vorhanden, die sich zwischen den bei­ den Ritzelpaaren 27, 34 im Bereiche der Schneckengänge 42 befindet.

Wie Fig. 15 zeigt auf der die beschriebene Ausführungs­ form nach Fig. 1 bei a zum Vergleich nochmals veranschau­ licht ist, kann die Vorrichtung aber auch mit wesentlich größerer axialer Länge ausgeführt werden, wobei auch mehrere durch eigene Ritzelpaare und Stauscheiben vonein­ ander getrennte Behandlungs- oder Bearbeitungskammern axial hintereinander angeordnet sein können.

So zeigen die Ausführungsformen a, b daß über die Länge der Vorrichtung mehrere Ent- oder Begasungseinrichtungen entsprechend Fig. 1, 3 vorgesehen sein können, von denen jede mit einer eigenen Ent- oder Begasungskammer 98 ent­ sprechend Fig. 6 und einem zugehörigen Anschlußstutzen 101 ausgerüstet ist. Die entsprechenden Abschnitte der Vorrichtung sind, wie in Fig. 3 im Detail veranschau­ licht, ausgestaltet.

Zwischen zwei solchen jeweils eine Ent- oder Begasungs­ kammer 98 enthaltenden Abschnitten ist die Vorrichtung durch ein eigenes, vorzugsweise geradverzahntes Ritzel­ paar 110 in getrennte Behandlungsabschnitte oder -kammern unterteilt, die axial einfach hintereinander angeordnet sind. Dabei sind die Zentralwelle 17 und die Trabanten­ wellen 23 gleichzeitig radial gegen den Gehäusemantel 4 abgestützt, so daß sich auch bei horizontalen Anordnung der Vorrichtung eine einwandfreie Wellenlagerung ergibt, die ein übermäßiges Durchhängen der Wellen ausschließt.

Wie die Ausführungsformen a und b der Fig. 15 zeigen, können so beispielsweise ein und mehr Bearbeitungsab­ schnitte oder -kammern hintereinander geschaltet werden.

Die konstruktive Gestaltung der jeweils ein Ritzelpaar 110 enthaltenden Zwischenabschnitte der Vorrichtung ist aus Fig. 16 zu ersehen; sie entspricht grundsätzlich der Ausbildung des Ritzelpaares 34, wie sie in Fig. 4 ver­ anschaulicht ist:

Auf die Zentralwelle 17 ist drehfest ein geradverzahntes Zentralzahnrad 20 aufgesetzt, mit dem ein geradverzahntes Ritzel 36 kämmt, das drehfest auf den mit einer entspre­ chenden Kerbverzahnung versehenen zylindrischen Teil 330 eines entsprechenden Abschnittes der Trabantenwelle 23 aufgesetzt ist. Das andere geradverzahnte Zahnrad 35 des Ritzelpaares 110 steht mit der Innenverzahnung eines gehäusefesten Zahnringes 9 in Eingriff, den ein benach­ barter Abstandsring 10 zugeordnet ist. Zwischen den Rit­ zeln 35, 36 ist eine Stauscheibe 37 vorgesehen, deren Durchgangskanäle 41 wie in Fig. 4 angeordnet sind.

Dem Ritzelpaar 110 ist in Förderrichtung des Bearbei­ tungsguts eine Verteilerscheibe 60 nachgeordnet, die mit ihren beiden Dichtringen 65, 66 entsprechend Fig. 10 gestaltet ist und die über die Stichbohrungen 64 das Bearbeitungsgut jeweils auf die Innen-, d. h. die Dicksei­ te der nachfolgenden Abschnitte der Trabantenwellen 23 leiten. Damit ergeben sich für den an das Ritzelpaar 110 jeweils anschließenden Bearbeitungsabschnitt die gleichen Zuführverhältnisse für das Bearbeitungsgut, wie dies einlaufseitig bei dem ersten Abschnitt der Vorrichtung anhand der Fig. 1, 2 bereits ausführlich erläutert worden ist.

Auf der Zufließseite des Bearbeitungsgutes zu dem Ritzel­ paar 110 ist jeweils eine Stauscheibe 37a angeordnet, die von einem Gehäusering 111 umgeben ist, der zwischen dem jeweiligen Distanzring 9 und dem benachbarten Flansch 13 des zugehörigen Gehäusemantels 4 abgedichtet eingespannt ist. Die Füllkörper 42a der Stauscheibe 37a umschließen jeweils eine Förderschnecke 50, die auf einen zylindri­ schen, mit einer Kerbverzahnung 31 versehenen Abschnitt 331 des vorhergehenden Abschnittes der Trabantenwelle 23 aufgesetzt ist. Eine Führungsbuchse 52 bewirkt die gegen­ seitige Zentrierung der beiden stirnseitig benachbarten koaxialen Trabantenwellenabschnitte.

Das von dem vorhergehenden Abschnitt der jeweiligen Tra­ bantenwelle 23 (in Fig. 16 oben) zufließende Bearbei­ tungsgut kommt an Reinigungsscheiben 58 entsprechend Fig. 12 vorbei in den Bereich der Förderschnecken 50, von denen es aus durch die Durchlaßkanäle 41a zu dem Ritzel­ paar 110 gelangt. Nachdem es das Ritzelpaar 110 durch­ strömt hat, wird das Bearbeitungsgut, wie bereits erläu­ tert, durch die Verteilerscheibe 60 auf die Dickschicht­ seite des unteren Abschnittes der Trabantenwellen 23 geleitet.

In dem Gehäusering 111 ist ein radialer Zufuhrkanal 112 ausgebildet, der über einen an der Stauscheibe 37a außen ausgebildeten Ringkanal 113 und von diesem abgehende Stichkanäle 114 mit den Durchlaßkanälen 41a der einzelnen Trabantenwelle 23 in der Stauscheibe 37a verbunden ist. Der Zuführkanal 112 mündet somit in dem Bereich vor dem Ritzelpaar 110; er erlaubt es in die den nachfolgenden Behandlungsabschnitt Zusatzstoffe oder -materialien ein­ zuführen, um damit einen anderen Behandlungsvorgang, beispielsweise das Zumischen eins dritten Stoffes, zu ermöglichen.

Claims (23)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Bearbeiten von vis­ kosen Flüssigkeiten und Massen, insbesondere Kunst­ stoffschmelzen und hochmolekularen Polymeren, mit einer Anzahl in einem Gehäuse kranzförmig angeord­ neter achsparaller, über zugeordnete Ritzel gleich­ sinnig angetriebener Trabantenwellen, die bei be­ nachbarten Trabantenwellen ineinander greifende und das Bearbeitungsgut bereichsweise dünnschichtig ausbreitende Bearbeitungsmittel tragen, mit einer in dem von den Trabantenwellen umschlossenen Raum zen­ tral angeordneten, zu den Trabantenwellen achspar­ allelen angetriebenen Zentralwelle, auf der drehfest wenigstens ein Antriebszahnrad sitzt, wobei die Trabantenwellen über ihre Ritzel mit dem zentralen Antriebszahnrad und mit der Innenverzahnung wenig­ stens eines gehäusefesten Zahnringes getrieblich derart gekuppelt sind, daß bei rotierender Zentral­ welle die Trabantenwellen eine gemeinsame Umlaufbe­ wegung um die Zentralwelle ausführen, sowie mit Zu- und Abführeinrichtungen für das Bearbeitungsgut, durch die das Bearbeitungsgut einlaufseitig in den Wirkungsbereich der Bearbeitungsmittel einführbar und auslaufseitig aus diesem abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trabantenwelle (23) wenig­ stens zwei koaxiale Ritzelpaare (27; 34) trägt von denen bei jedem Ritzelpaar ein Ritzel (28; 36) le­ diglich mit einem Zentralzahnrad (19; 20) und das andere Ritzel (29; 35) lediglich mit der Innenver­ zahnung eines Zahnrings (5; 9) in Eingriff steht und daß die Ritzelpaare (27; 34) axial zueinander be­ abstandet angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ritzel (28, 29) zumindest eines Rit­ zelpaares (27) mit entgegengesetzt gerichteten Schrägverzahnungen versehen sind, denen entsprechen­ de Verzahnungen an dem jeweiligen Zentralzahnrad (19) bzw. an dem jeweiligen Zahnring (5) zugeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verzahnungen der Ritzel (28, 29) eines Ritzelpaares (27) jeweils mit einem Modul ausgebildet sind, der an dem Zentralzahnrad (19) bzw. an der Innenverzahnung des Zahnringes (5) von Trabantenwelle (23) zu Trabantenwelle (23) eine ganzzahlige Zähnezahl ergibt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzel (28, 29; 35, 36) mit den Trabantenwellen (23) drehfest durch formschlüssige Verbindungsmittel (31) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel eine Verzahnung (31) auf­ weisen, deren Modul einen Teilungswinkel ergibt, dessen ganzzahliges Vielfaches dem Teilungswinkel zwischen zwei benachbarten Trabantenwellen (23) entspricht und deren Zähnezahl vorzugsweise durch 4 teilbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trabantenwellen (23) in dem Bereich zwischen dem einlauf- und dem aus­ laufseitigen Ritzelpaar (27; 34) wenigstens ein weiteres Ritzelpaar (110) tragen, dem ein entspre­ chendes Zentralzahnrad (20) und ein entsprechender Zahnring (5) zugeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Ritzelpaare (34; 110) mit Ritzeln (35, 36), sowie einem Zugehörigen Zentralzahnrad (20) und einem zugehörigen Zahnring (10) ausgebildet ist, die je­ weils eine Geradverzahnung tragen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei allen Trabantenwel­ len (23) zwischen den Ritzeln (28, 29) wenigstens eines Ritzelpaares (27) eine mit den Trabantenwellen (23) gemeinsam um die Zentralwelle (17) umlaufende zu der Zentralwelle koaxiale Stauscheibe (37) an­ geordnet ist, die Durchlässe (41) für das Bearbei­ tungsgut aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trabantenwellen (23) wenigstens einlaufseitig und/oder auslaufseitig mit Förderelementen (50) für das Bearbeitungsgut ver­ bunden sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderelemente Förderschnecken (50) sind, denen jeweils ein Ritzelpaar (27, 34, 110) nachge­ ordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen den Förderschnecken (50) und dem anschließenden Ritzel (28; 35) des jeweiligen Rit­ zelpaares (27; 34) jeweils eine gemeinsam mit den Trabantenwellen (23) um die Zentralwelle (17) um­ laufende, zu der Zentralwelle koaxiale Stauscheibe (37a) angeordnet ist, die Durchlässe (41a) für das Bearbeitungsgut aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stauscheibe (37, 37a) axial ge­ richtete Füllkörper (42, 42a) trägt, durch die die zwickelförmigen Zwischenräume zwischen benachbarten Ritzeln (28, 29; 35; 36) bzw. Förderschnecken (50) und der Zentralwelle (17) , sowie dem umhüllenden Gehäuse oder Gehäuseteil im wesentlichen ausgefüllt sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Füllkörper (42, 42a) zumindest auf ihrer zur Einlaufseite des Bearbeitungsgutes hinwei­ senden Stirnseite wenigstens teilweise durch frei drehbar gelagerte ringförmige Reinigungsscheiben (58) abgedeckt sind, die koaxial zu der Zentralwelle (17) angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trabantenwellen (23) mehrteilig ausgebildet sind und daß deren Teile durch Kupplungsmittel (50, 31, 52) drehfest mitein­ ander verbunden sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß sie in einzelne durch Ritzelpaare (27, 110, 34) zumindest jeweils einseitig begrenzte getrennte Behandlungsabschnitte oder -kammern unterteilt ist, in die gegebenenfalls eigene Zuführeinrichtungen (112) führen und die axial aneinander angesetzt sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kupplungsmittel in Ritzeln und/oder in diesen benachbarten Förderelementen (50) ausgebildet sind.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung für das Bearbeitungsgut wenigstens einen mit einem Einlaß (76) verbundenen Ringkanal (75) aufweist, mit dem die Trabantenwellen (23) im Bereiche ihrer Stirnseiten in Verbindung stehen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ringkanal (75) mit einer von dem Einlaß (76) aus zunehmend abnehmenden Höhe ausgebildet ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung der Zen­ tralwelle (17) gegen das Gehäuse (1) einlaufseitig einen sie unter Ausbildung eines Ringspaltes umge­ benden Kühlring (86) aufweist, dem Einrichtungen (88, 89; 87) zur Kühlung und/oder Beheizung zugeord­ net sind und daß der Ringspalt mit dem Bearbeitungs­ gut beaufschlagbar ist, das durch den Kühlring auf einer Temperatur unterhalb seines Schmelzpunktes haltbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kühlring (86) wellenseitig ringförmige koaxiale Nuten (90) aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zentralwelle (17) in dem Be­ reich des Kühlringes (86) glatt ist und in dessen Nähe Fördermittel (79) zur Versorgung des Ringspal­ tes mit Bearbeitungsgut aufweist, die mit dessen Zuführeinrichtung in Verbindung stehen.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralwelle (17) als Hohlwelle ausgebildet und durch in sie einge­ setzte (21) oder eingeleitete Heizmittel beheizbar ist.

23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralwelle (17) und/oder die Trabantenwellen (23) lediglich über die Zentralzahnräder (19, 20) und die Ritzel (28, 29; 35, 36) auf den Zahnringen (5, 10) axial und radial gelagert sind.