DE9214486U1 - Misch- und Scherwalzwerk für plastifizierbares Material - Google Patents

Misch- und Scherwalzwerk für plastifizierbares Material

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Description

GM-113/92-CM
Misch- und Scherwalzwerk für plastifizierbares Material.
Die Neuerung betrifft ein Misch- und Scherwalzwerk für plastifizierbares Material mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
Bei derartigen Walzwerken zum kontinuierlichen Mischen, Homogenisieren, Plastifizieren und Transportieren von Kunststoffen, Gummi, und anderen plastifizierbaren Materialien 1st es erforderlich, daß die Materialien, unabhängig vom Zustand ihrer Viskosität zum Zeitpunkt der Aufgabe auf das Walzwerk, vom Walzwerk intensiv und zuverlässig bearbeitet werden. Dabei soll sichergestellt sein, daß die Scher- und/oder Knetdrücke im Plastifizierungsspalt, insbesondere zwischen den beiden Walzen, hinreichend klein gehalten werden können. Außerdem muß dort gewährleistet sein, daß die Haftung des Materials auf der sich schneller drehenden und höher beheizten Walze nicht zu niedrig ist, um zu verhindern, daß unbearbeitetes Material dem Spaltdruckaufbau ausweicht und oberhalb der zweiten oder Gegenwalze länger, in Form von unbearbeiteten Materialzungen, verweilt, was zu Qualitätsschwankungen des Walzproduktes führen kann.
Aus der EP-A-O 148 966 ist ein Misch- und Scherwalzwerk bekannt, bei dem die beiden Walzen von Innen und von Außen temperiert sind. Die, auf dem Umfang der Walzen angeordneten scharfkantigen Nuten können eine Nutsteigung von 5° bis 45° aufweisen.
Dieses Walzwerk kann für Materialien mit einer bestimmten spröden Härte
optimal eingesetzt werden, weil diese genügend Spaltdruck erzeugen und dadurch der Materialtransport durch die Nuten eng begrenzt 1st. Für weichplastisches Material ist dieses Walzwerk ungeeignet.
Desweiteren 1st aus der EP-A-O 231 398 ein kontinuierliches Misch- und Scherwalzwerk bekannt, bei dem einerseits das Drehzahlverhältnis der beiden Walzen im Zeitrhythmus von 5 bis 50 Sekunden im Verhältnis von maximal 5:1 bis maximal 1:5 periodisch geändert wird und andererseits in Anpassung an das Aufschmelzverhalten des Materials die beiden Walzen über eine Innentemperierung und über eine äußere Strahlungsheizung auf verschiedene Temperaturhöhen entlang der Ballenlänge der Walzen temperiert wird.
Außerdem ist aus der EP-A-O 324 800 ein Misch- und Scherwalzwerk für plastifizierbares Material bekannt, bei dem auf beiden Walzen Nuten mit einer Nutensteigung bezogen auf die Walzenachsen von größer als 75 angeordnet sind, wobei die Zwischenstege zwischen den Nuten mindestens zweimal so breit sind, wie die Nuten breit sind, und das Verhältnis des Durchmessers der Walzen zur Länge der Walzen größer als 1 zu 10 und kleiner als 1 zu 20 ist.
Auch die in den letzten beiden Dokumenten beschriebenen, Walzwerke stellen noch keine optimale Lösung zur Verarbeitung zueinander in der Viskosität stark unterschiedlicher Materialien dar, zumal der Materialtransport im Plastifizierungsspalt für die verschiedenen Materialtypen noch nicht sichergestellt ist und die Spaltdrücke bei den dort vorgesehenen Steigungen noch zu groß sind.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Walzwerk der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß im Walzprozeß nicht nur eine intensive aber schonende Scherung von Ausgangsmaterialien unterschiedlichster Art und/ oder 1n den verschiedensten niedrigviskosen bis hin zu hartspröden Zustandsformen ermöglicht und trotzdem ein sicherer Einzug in den Plastifizierungsspalt gewährleistet ist, sondern auch, daß ein ausreichend grosser Materialhaftfaktor auf der betreffenden Walze sichergestellt wird, um ein Ausweichen der zu bearbeitenden Materialien beim Aufbau des Spaltdrucks auszuschließen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1 gelöst und in den Unteransprüchen sind weitere Merkmale beansprucht.
Vorteilhaft bei diesem neuen Walzwerk ist nicht nur der räumlich klare Anfang und begrenzte Verlauf der einzelnen Temperierzonen Tl und T2 in den jeweiligen Walzen, wobei dort die Durchflußmenge der Temperierflüssigkeit in den einzelnen Temperierkreisläufen völlig unabhängig voneinander regelbar ist, sondern auch der spezifische, äußerst wirksame Nutverlauf auf den Mantelflächen der Walzen, in einer Kombination von Nuten mit einem insbesondere völlig stufenlosen, kontinuierlichen Anstieg der Nutensteigung, mit achsparallelen Nuten relativ geringer Tiefe. Vorteilhaft 1st ferner eine Walzenpaarung mit einer unterschiedlichen Anzahl von Nuten auf den einzelnen Walzen.
Ausführungsbeispiele mit diesen und weiteren vorteilhaften Merkmalen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer Walzenpaarung für ein Misch- und Scherwalzwerk mit den jeweiligen Temperierkreisen in den einzelnen Walzen und mit auf die einzelnen Walzen bezogene Diagramme über den Temperaturverlauf der Temperierflüssigkeit in Abhängigkeit von der Walzenlänge,
Fig. 2 ein Walzenpaar für ein Misch- und Scherwalzwerk mit einem spiegelbildlich gegenläufigen relativ flachen Steigungsanstieg der Nuten,
Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht eines Walzenpaarausschnitts im Bereich des Plastifizierungsspaltes,
Fig. 4 ein Walzenpaar für ein Misch- und Scherwalzwerk mit einem spiegelbildlich gegenläufigen relativ steilen Steigungsanstieg der Nuten,
Fig. 5 ein Walzenpaar für ein Misch- und Scherwalzwerk mit einem spiegelbildlich gegenläufigen, völlig stufenlos kontinuierlichen, relativ flachen Steigungsanstieg der Nuten und mit axialverlaufenden relativ flachen Nuten,
Fig. 6 ein Walzenpaar für ein Misch- und Scherwalzwerk mit einem spiegelbildlich gegenläufigen, völlig stufenlos kontinuierlichen, relativ steilen Steigungsanstieg der Nuten und mit axial verlaufen relativ flachen Nuten,
Fig. 7 eine schaubildliche Ansicht eines Walzenpaarauschnitts im Bereich des PlastifIzierungsspaltes,
Flg. 8 eine schaubildliche Querschnittsansicht durch ein Walzenpaar ohne Axialnutrillen und
Fig. 9 eine schaubildliche Querschnittsansicht durch ein Walzenpaar mit AxialnutriIlen.
Die Fig. 1 zeigt im einzelnen die beiden achsparallel zueinander angeordneten, drehbar gelagerten Walzen 1 und 2. Dabei wirken die Walze 1 als sogenannte Arbeitswalze und die Walze 2 als sogenannte Gegenwalze.
Auf der Walze 1 bezeichnet 13a einen Temperierkanal der Temperierzone Tl, der auf der Seite der Materialaufgabe 9 beginnt und über ca. 2/3 der Gesamtlänge der Walze 1 verläuft. Das restliche Drittel, hin zur Materialabnahme 10, entsprechend der vorgesehenen Temperlerzone T2, wird von einem Temperierkanal 13b temperiert.
Auf der Walze 2 bezeichnet 13c einen Temperierkanal der dortigen Temperierzone TI, der auf der Seite der Materialaufgabe 9 über ca. 1/3 der Gesamtlänge der Walze 2 verläuft. Die restlichen 2/3 der Gesamtlänge der Walze 2, hin zur Materialabnahme 10, entsprechend der dort vorgesehenen Temperierzone T2, wird von dem Temperierkanal 13d temperiert.
Aus den, den einzelnen Walzen 1 und 2 zugeordneten Diagrammen 1st ersichtlich, daß in der Temperierzone T1 der Walze 1 die Vorlauftemperatür der
Temperierflüssigkeit im Bereich der Materialaufgabe 9 ca. 2000C beträgt. Dadurch wird das kalt aufgegebene Material sehr schnell 1n den Schmelzbereich erwärmt. Entsprechend schnell kühlt sich die Temperierflüssigkeit zum Ende der Temperierzone T1 hin, auf ca. 16O0C ab. Auf diese Weise wird die Material temperatur beim Bearbeitungsvorgang im Plastifizierungsspalt 3 über etwa 2/3 der Walzenlänge hinreichend stabilisiert. Die Temperierflüssigkeit verläßt dann über das Walzeninnere und die Drehdurchführung 14 im Bereich der Walzenlager 15 das System. Sie wird in einem nicht näher dargestellten Temperiergerät aufgeheizt und wieder in den Kreislauf gepumpt, über eine Mengenregelung der Temperierflüssigkeit wird der Verlauf der Temperaturkurve über die Walzenlänge eingestellt. Bei einer entsprechenden Mengendrosselung auf ein Drittel, kann der Temperaturunterschied zwischen Vor- und Rücklauftemperatur durchaus bis zu 40 C erreichen.
Auf der Materialabnahmeseite 10, im Bereich der Temperierzone 2, wird die Temperierflüssigkeit mit relativ tiefen Temperaturen, z.B. mit 1300C, aber auf kleine Menge gedrosselt, im Gegenstrom zum Produkt, zugeführt. Dort entzieht man dem Produkt auf der Walze 1 örtlich soviel Temperatur, bis es auf der Mantelfläche 4 nicht mehr klebt, zähfest ist und leicht als Streifen, oder nach Passieren einer Granulatlochtrommel als Zylindergranulat trocken abgenommen werden kann.
Während das Material sich auf der Walze 1 abkühlt, heizt sich die Temperierflüssigkeit im Gegenstrom soweit auf, daß sie im Vergleich zum Rückstrom des Kreislaufs der Temperierzone TI keinen Temperatursprung mehr aufweist. Auf diese Weise wird der sonst bei großen Temperaturunterschieden beobachtete Schmelzstau im Materialknet des Plastifizierungsspaltes 3
beim übergang von der ersten Temperierstufe TI in die zweite Temperleroder Abkühlstufe T2 vermieden.
Die material freie Gegenwalze, oder Walze 2, muß so temperiert werden, daß trotz großer Scherenergie im Plastifizierungsspalt 3 die Mantelfläche 5 überall zwar temperiert, aber genügend außerhalb des Klebebereichs des Materials bleibt.
Da dort der größte Energieumsatz in der Mitte der Walzenlänge erfolgt, 1st auf der Walze 2 eine andere Aufteilung der Temperierzonen Tl und T2 vorgesehen, im Vergleich zur Walze 1. Die Temperierzone TI der Walze 2 reicht längstens bis zur Walzenmitte. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Temperierzone Tl nur über ca. 1/3 der Walzenlänge zu erstrecken. Auch in dieser Zone TI wird im Vorlauf, im Gleichstrom zum Material, zunächst eine relativ hoch temperierte Temperlerflüssigkeit von ca. 18O0C mit insbesondere gedrosseltem Volumenstrom zugeführt, um unter Wärmeabgabe möglichst viel kaltes Material auf Bearbeitungstemperatur zu bringen.
Die, im Anschluß an die Temperierzone Tl beginnende, Temperierzone T2 zur Ableitung der Scherenergie ist über ca. 2/3 der Walzenlänge erforderlich, um die Einbringung einer großen Menge Dispergierenergie in das Material &Pgr; zu ermöglichen, ohne die Materialtemperatur zu erhöhen.
Die Abfuhr von Scherenergie über diese zweite Temperierzone T2 der Walze 2 erfolgt, wie bei der Temperierzone T2 der Walze 1, im Gegenstrom zu dem zu bearbeitenden Material. Die Temperaturen der Mantelfläche 5 der Walze 2 müssen überall nahe unterhalb der Klebetemperatur des Materials bleiben.
Deshalb ist es erforderlich, daß ein relativ großer Volumenstrom an Temperierflüssigkeit in dieser Temperaturzone T2 der Walze 2 fließt.
Die Mengenregelung kann in allen Temperierkreisläufen Insbesondere mit drehzahlgeregelten Pumpen oder über Drosselregler erfolgen, die im Rücklauf des jeweiligen Temperierkreislaufs liegen.
Die zuvor beschriebenen Maßnahmen, insbesondere die Verlängerung der Temperierzone Tl der Walze 1 auf ca. 2/3 der Walzenlänge bezogen auf die Materialaufgabe 9, und gleichzeitig seitenverkehrt die Verlängerung der Abkühlzone der Temperierzone T2 der Walze 2 bezogen auf die Materialabnahme 10, dienen der Vergrößerung des Arbeitsbereichs eines derartigen Walzwerks. Insbesondere wird durch die aus dem Stand der Technik bekannte Verlängerung der Walzenlänge und die vorliegende besondere Aufteilung der Temperierzonen TI und T2, sowie die individuelle Mengenregelung der Temperierflüssigkeiten, eine wesentliche Steigerung der Mengenleistung und der Disperg1erqual1tät erzielt.
Um eine gegenseitige Beeinflussung der vorgesehenen Rohrleitungen der einzelnen Temperlerkanäle 13a, 13b, 13c, und 13d konstruktiv hinreichend auszuschließen und um eine völlig freie Wahl der einzelnen Temperaturstufen zu erreichen, werden die Zu- und Abführleitungen der einzelnen Temperierkanäle von beiden Stirnseiten der Walzenzapfen 16 der Walzen 1 und 2 her geführt. Insbesondere sind die einzelnen Temperlerkanäle 13a, 13b, 13c, 13d als eingängige Wendelkanäle ausgeführt. Damit wird die dem Material angepaßte Temperaturkurve entlang des Plastifizierungsspaltes 3 in vorteilhafter Weise erzielt, indem man dort desweiteren, den Mengenstrom der
Temperierflüssigkeit drosselt oder verstärkt.
Die Fig. 2 zeigt 1m einzelnen die beiden Walzen 1 und 2. 12 kennzeichnet dort Nuten auf den Mantelflächen 4 und 5 der Walzen 1 und 2, deren Steigung völlig stufenlos von ca. 30 bezogen auf die Walzenachse 17, auf ca. 45°, bei einer insbesondere spiegelbildlichen Anordnung der Nuten 12 auf den Mantelflächen 4 und 5.
Durch diese Maßnahme wird Insbesondere bei kautschukartig dehnbaren plastischen Materialien, in Verbindung mit der zuvor beschriebenen spezifischen Temperierung, gemäß der Fig. 1, eine vorteilhafte Material bearbeitung erzielt.
Durch die spiegelbildlich gegenläufige Steigung und den Steigungsanstieg der Nuten 12, entwickelt sich entlang dem Plastifizierungsspalt 3 ein gleichmäßiger Transportschub des Materials von der Materialaufgabe 9 hin zur Materialabnahme 10. Gleichzeitig werden der Materialknet und das Materialfell auf der Walze 1 in axialer Richtung gedehnt. Die übereinanderstreifenden Nutrillen zerteilen den Materialknet und erzeugen eine großvolumige rotierende Material Umschichtung im Plastifizierungsspalt 3. Beim Zusammentreffen der nutfreien Walzenflächen, der Zwischenstege 8 der Walzen 1 und 2 entwickelt sich dort in dem sehr kleinen Plastifizierungsspalt 3 ein relativ hoher Spaltdruck. Das unter dem hohen Druck stehende Material 11 weicht 1n Richtung der Nuten 12 aus und fließt in axialer Richtung bevorzugt über den Nutgrund 18 ab, wie dies aus der Fig. 3 klar ersichtlich ist.
Andererseits sind auch plastifizierbare Materialien 11 zu verarbeiten, welche in verschiedenen Zustandsformen nur eine geringe Strukturfestikeit aufweisen. Durch starke Unterschiede im Axialschubverhalten der verschiedenen Nutsteigungen, wird die Fellbildung bei diesen Werkstoffen auf der Arbeits-Walze 1 behindert. Die Materialstücke des sogenannten Walzenfells haften nicht ausreichend oder werden durch die unterschiedlichen Steigungen der Nuten 12 zerissen. Bei diesen Materialien 11 werden an sich bekannte, relativ lange Walzen 1 und 2 mit sehr steilgängigen Nuten 12 eingesetzt. Im Aufheizbereich des Materials 11 wird durch die steilen Nutwinkel nur eine geringe radiale Scherkomponente und eine größere axiale Transportkomponente eingeleitet, deshalb werden zur Erzielung einer erfahrungsgemäß optimalen Material bearbeitung, die steileren Nuten 12, 1n einer Größenordnung von 75° bis 89°, dem Materialaufnahmeberelch 9, und die weniger steilen Nuten 12 in einer Größenordnung von 75 bis 85 dem geschmolzenen Material zustand im Bereich der Materialabnahme 10 zugeordnet, wie dies aus der Flg. 4 ersichtlich ist. Auch bei dieser Anordnung der Nuten 12 1st eine stufenlose Änderung der Steigungen vorteilhaft.
Die auch dort sich im Plastifizierungsspalt 3 ausbildende Knetrotation mit einem sogenannten Rückstromwirbel im Inneren des Materialknets, wie dies aus der Fig. 8 näher ersichtlich ist, wird fortwährend durch die in den Plastifizierungsspalt 3 eintretenden Scher-Nuten 12 der Walze 1 und 2 gestört, weil entsprechend den jeweiligen Nuttiefen und Spaltabständen der Spaltdruck in einem Verhältnis von 5 zu 1 und mehr nach oben und unten pendelt. Die Höhe des sich entwickelnden größten Spaltdruckes entscheidet im wesentlichen über die Qualität der Dispergierung.
Außerdem wird der Druck im Plastifizierungsspalt 3 exponentiell größer, wenn der effektive Abstand der Zwischenstege 8 der Walzen 1 und 2 reduziert wird. Der Druck steigt auch mit der Länge des engsten Spaltabschnitts, Insbesondere bei kleinerem Materialeinzugswinkel, größeren Walzendurchmessern und größeren Haftfaktoren zwischen dem Material 11 einerseits und der Mantelfläche 4, 5 der Walzen 1 und 2. andererseits. Dabei hängt die Größe des Haftfaktors vom Materialtyp und der effektiven Temperatur der Mantelflächen 4 und 5, jedoch auch von der Struktur der Mantelflächen 4 und 5 der Walzen 1 und 2 ab.
Diese Erfordernisse werden durch eine vorteilhaften Weiterbildung der Neuerung gelöst, indem einerseits 1n die, zwischen den Nuten 12 verlaufenden, Zwischenstege 8 relativ flache Nuten 12a vorgesehen werden, die steigungsgleich zu den Nuten 12 verlaufen.
Eine weitere vorteilhafte Verbesserung wird erzielt, wenn die relativ flachen Nuten 12a, zusätzlich zu den Nuten 12, walzenachsparallel und gegenläufig zueinander auf den Mantelflächen 4 und 5 der Walzen 1 und 2 angeordnet sind.
Mit diesem neuen und vorteilhaften Nutverlauf auf den Mantelflächen 4 und 5 der Walzen 1 und 2 wird Insbesondere durch die flachen, achsparallel verlaufenden Nuten 12a die Kraftübertragung der Grenzschicht am wirkungsvollsten gesteigert. Die Tiefe der Nuten 12a beträgt zweckmäßigerweise 0,1 mm bis 2 mm, Insbesondere 0,3 mm bis 1,3 mm, höchstens jedoch etwa die halbe Tiefe der Nuten 12. Die Breite dieser Nuten 12a muß einerseits eine mechanische Verklammerung der Grenzschichten bewirken, andererseits aber
durch Schneidwirkungen der scharfen Kanten Materialwirbel und Austauscheffekte ermöglichen. Die zweckmäßigsten Breiten der axial verlaufenden Nuten 12a liegen zwischen dem zwei- bis achtfachen, insbesondere dem vier- bis sechsfachen der oben bezeichneten Nuttiefe. Die Länge dieser Nuten 12a beträgt zwischen dem fünf- bis fünfzigfachen Ihrer Breite. Diese Länge 1st insbesondere durch den Abstand der Nuten 12 vorgegeben. Außerdem ist es dort erforderlich, daß der räumliche Abstand der einzelnen Nuten 12a zueinander groß genug gewählt wird, damit beim Zusammentreffen der Zwischenstege 8 noch ausreichend große Mantelflächen 4 und 5 auf den Walzen 1 und 2 verbleiben.
Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen Walzenpaare mit dem neuen vorteilhaften Nutverlauf. Im einzelnen bezeichnet 1 und 2 die beiden Walzen. 4 und 5 die Mantelflächen der Walzen 1 und 2. 12 kennzeichnet die Scher-Nuten und 12a die axialverlaufenden, relativ flachen Nuten. 3 zeigt den Plastifizierungsspalt.
Die neuen axial verlaufenden Nuten 12a ziehen das verklammerte Material 11 mit großer Kraft in den Plastifizierungsspait 3. Da die Schlupfreibung im Grenzschichtbereich dadurch behindert wird, kann der Druckaufbau vor der engsten Stelle des Plastifizierungsspaltes 3 den doppelten Wert 1m Vergleich zu völlig glatten Mantelflächen 4, 5 der Walzen 1, 2 erreichen. Dabei ist es zweckmäßig, daß auf der Walze 1, der sogenannten Arbeitswalze, wesentlich weniger Nuten 12a vorgesehen sind, als auf der materialfreien Walze 2.
Beim Einarbeiten von voluminösem, pulvrigem oder granuliertem Material 11
in die plastifizierte Materialschicht auf der Walze 1, erhält die Walze etwa 30 % mehr Nuten 12a als die Walze 1. Dadurch wird ein um etwa 30 % größeres Schüttvolumen erzielt. Die axialverlaufenden Nuten 12a auf den Walzen 1 und 2 pressen etwa gleich große Feststoffmaterialmengen in den Plastifizierungsspalt 3. Dieses Verfahren bewirkt, daß anstelle des bekannten Knetwirbels im Plastifizierungsspalt 3 zwei stabile symmetrische Knetwirbel ausgebildet werden, wie dies auch aus der Fig. 9 ersichtlich ist.
Jede der beiden Walzen 1 und 2 schleppt zwangsweise gleiche Materialmengen in den Plastifizierungsspalt 3, wovon etwa je die halbe Materialmenge den Spalt 3 nicht passieren kann und somit in den obere Teil des Materialknetes zurückströmen muß.
Die axialverlaufenden Nuten 12a der materialfreien Walze 2 bewerkstelligen außerden die Entlüftung des Materials in diesen Nuten 12a nach beiden Seiten in die jeweils angrenzenden großen, gewindeartigen Scher- und Transport-Nuten 12 und pressen den Feststoffanteil in der unteren Hälfte des keilförmigen Knetwulstes 1n die plastische Masse, wie dies aus der Fig. schematisch ersichtlich wird.
Außerdem verdoppeln die beiden obenbeschriebenen gegenläufigen symmetrischen Knetwirbel den Staueffekt und damit den örtlichen Druck 1m Plastifizierungsspalt 3, bei gleicher mechanisch vorgegebener Größe des Spaltes
Die im Knetinnern verdoppelte Zahl an Scherströmungen, die im Bereich der Nuten 12a sich besonders wirksam als Strömungen verklammerten Materials
gegen strömendes Material 11 vollziehen, führen zu einer erheblichen Leistungssteigerung hinsichtlich der Menge und der Dispergierqualität des Plastifizierungsspaltes 3.
Die vorgeschlagenen Verbesserungsmerkmale in der Mantelflächentemperierung und der Oberflächenprofilierung solcher kontinuierlicher Walzen 1 und 2 bewirken nicht nur eine Verdoppelung des Arbeitsdrucks im Spalt 3, ohne daß die effektiven Zwischenstege 8 im konstruktiv kritischen Bereich der Walzen noch verkleinert werden müssen, sondern sie ermöglichen, daß wenn die Schüttdichten der zu bearbeitenden Materialien bekannt sind, das Volumenverhältnis aller Nuten 12a der Walze 1 zu allen Nuten 12a der Walze 2 über die jeweilige Zahl und Nutform ein gleich starker Materialeintrag in den Plastifizierungsspalt 3 berechnet werden kann, ohne daß hierfür über die stufenlose Drehzahlregelung der Walzen 1 und 2 ein produktspezifisches Friktionsverhältnis eingestellt werden muß. D.h. es 1st somit möglich, die beiden Walzen 1 und 2 mit nur einem gemeinsamen Antrieb und mit gleicher Drehzahl anzutreiben, wenn durch die ungleiche Zahl und Form der Nuten 12a der materialspezifische Materialeintrag in den Plastifizierungsspalt 3 sichergestellt 1st.

Claims (6)

GM-113/92-CM Schutzansprüche
1. Misch- und Scherwalzwerk für plastifizierbares Material mit zwei, mit gleicher oder unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit, zueinander gegenläufig laufenden, innentemperierten Walzen (1 und 2), die zwischen sich, über ihre gesammte Länge, einen Plastifizierungsspalt (3) bilden und auf deren Mantelflächen (4 und 5) unter einem Steigungswinkel (StW) schräg zu den Walzenachsen (6) verlaufende scharfkantige Nuten (12) und Zwischenstege (8) gegenläufig zueinander angeordnet sind und mit Materialaufgabe- (9) und -abnahmevorrichtungen (10), die für die verschiedenen Materialien (11) geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel (StW) der Nuten (12) von ca. 30 auf der Seite der Material aufgäbe (9), auf ca. 45° hin zur Seite der Materialabnahme (10) kontinuierlich ansteigt, daß die Nuten (12) auf den Walzen (1 und 2) spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, daß auf den Mantelflächen (4 und 5) der Walzen (1 und 2), zuzüglich zu den Nuten (12), insbesondere in gleichen Teilungsabständen zueinander auf den Mantelflächen (4 und 5) verteilt, axial verlaufende Nuten (12a) vorgesehen sind, daß die Walzen (T und 2) jeweils mit zwei, unabhängig voneinander gespeisten, Temperierzonen (T1 und T2) versehen sind, daß auf der Walze (1) die erste, im Bereich der Material aufgäbe (9) beginnende, Temperierzone (TI) über ca. 2/3 der Gesamtlänge der Walze (1) verläuft, daß sich die zweite, über das restliche Drittel der Gesamtlänge der Walze (1) verlaufende, Temperierzone (T2) mittelbar an die Temperierzone (TI) anschließt, und daß auf der Walze (2) die erste, im Bereich der Materialaufgabe (9) beginnende Temperierzone (TI) über ca. 2/3 der Gesamtlänge
der Walze (2) verläuft, an die sich mittelbar die zweite, über die restlichen 2/3 der Gesamtlänge der Walze (2) verlaufende, Temperlerzone (T2) anschließt.
2. Misch- und Scherwalzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (12a) ca. 5 mm bis 200 mm lang bemessen sind, daß zwischen den einzelnen Nuten (12a) eine nutfreie Walzenoberfläche von ca. 0,3 mm bis 100 mm vorgesehen ist, und daß die Zahl der Nuten (12a) auf der Walze (1) ca. 10 bis 60% kleiner ist, als die Zahl der Nuten (12a) auf der Walze (2)
3. Misch- und Scherwalzwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (12a) ca. 0,1 mm bis 2 mm tief und ca. 0,4 mm bis 16 mm breit bemessen sind.
4. Misch- und Scherwalzwerk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelflächen (4 und 5) der Walzen (1 und 2) mit den Nuten (12 und 12a) einstückig ausgebildet sind.
5. Misch- und Scherwalzwerk nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperierung der Temperierzonen (T1 und T2) auf den Mantelflächen (4 und 5) koaxial angeordnete, wendeiförmige Kanäle für die Temperierflüssigkeiten in den Walzen (1 und 2) vorgesehen sind.
6. Misch- und Scherwalzwerk nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge der Temperierflüssigkeit je Temperierzone (T1 und T2) unabhängig voneinander regelbar sind.
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