EP4622784A1

EP4622784A1 - Verfahren zur herstellung einer mischung mit einem horizontalen tandemmischer

Info

Publication number: EP4622784A1
Application number: EP23858431.2A
Authority: EP
Inventors: Giordano Decina; Nereu Rossi; Oliver Schramm; Denis Hector
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2022-11-22
Filing date: 2023-11-09
Publication date: 2025-10-01
Also published as: WO2024109996A1; DE102022212464A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Mischung, insbesondere einer Kautschukmischung, umfassend die Verfahrensschritte: a) Eingeben von zumindest einem Ausgangsmaterial, insbesondere einem Kautschuk, und einer oder mehreren weiteren Komponenten in einen ersten Mischer (10) durch eine erste Einlassöffnung (12) und Herstellen einer Vormischung, insbesondere einer Kautschukvormischung, durch Vermischen der Komponenten, b) Überführen der Vormischung aus dem ersten Mischer (10) durch eine erste Auslassöffnung (14) in eine erste Fördereinheit (16), wobei das Überführen zumindest teilweise entlang der Schwerkraftrichtung S erfolgt und zumindest teilweise durch die Schwerkraft bewirkt wird, c) Fördern der Vormischung mit der ersten Fördereinheit (16) zu einer zweiten Einlassöffnung (18) eines zweiten Mischers (20), wobei die Vormischung von der ersten Fördereinheit (16) zumindest teilweise entgegen der Schwerkraftrichtung S befördert wird, und d) Verarbeiten der Vormischung in dem zweiten Mischer (20) zum Erhalt einer Mischung und Ausgeben der Mischung aus dem zweiten Mischer (20) durch eine zweite Auslassöffnung (22), wobei das Ausgeben zumindest teilweise entlang der Schwerkraftrichtung S erfolgt und zumindest teilweise durch die Schwerkraft bewirkt wird, wobei der erste Mischer (10) und der zweite Mischer (20) zumindest teilweise quer zur Schwerkraftrichtung S voneinander beabstandet sind.

Description

Horizontaler Tandemmischer

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Mischung, insbesondere einer Kautschukmischung, und ein daran anknüpfendes Verfahren zur Herstellung einer verarbeiteten Mischung, insbesondere einer verarbeiteten Kautschukmischung, sowie eine Mischeranordnung für den Einsatz in einem entsprechenden Verfahren und ein darauf aufbauendes Mischersystem.

Im Zuge der fortschreitenden technologischen Entwicklung haben sich Fahrzeugreifen von relativ schlichten Gummierzeugnissen hin zu hochkomplexen Produkten entwickelt. Einen wichtigen Teil dieses Fortschritts bildet dabei auch die Entwicklung moderner Fertigungsanlagen für die Herstellung der für Fahrzeugreifen benötigten Kautschukmischungen. Moderne Fahrzeugreifen sind im Einsatz nämlich zumeist vielfältigen Arten von Belastungen ausgesetzt, sodass die Anforderungen an Kautschukmischungen für Fahrzeugreifen in den letzten Jahrzehnten stetig gewachsen sind. Um diesen Anforderungen zu genügen, werden Kautschukmischungen mit immer komplexeren Zusammensetzungen eingesetzt, die trotz der gestiegenen Komplexität trotzdem in möglichst kurzer Zeit in hoher Homogenität erhalten werden müssen.

Aus dem Stand der Technik sind Herstellungsverfahren für Mischungen bekannt, welche eine diskontinuierliche bzw. chargenweise Herstellung der Mischung in mehreren Mischschritten offenbaren, und die für die Herstellung von Kautschukmischungen geeignet sind. Die Eingabe der für die Mischung relevanten Komponenten erfolgt dabei beispielsweise in einen Mischer, welcher als Innenmischer ausgebildet ist. Durch wiederholtes Eingeben des Mischproduktes in denselben Mischer bei unterschiedlichen Temperaturen und unter Zufuhr weiterer Additive entsteht nach mehreren Mischschritten die Mischung, welche in nachgelagerten Prozessen weiterverarbeitet werden kann.

Dieses Verfahren wird allerdings regelmäßig als nachteilig empfunden, da die wiederholte Verarbeitung der Mischung im selben Mischer, insbesondere bei Kautschukmischungen, sowohl hinsichtlich der aufgewendeten Zeit als auch hinsichtlich der manuell zu verrichtenden Arbeit ineffizient ist. Zudem kann sich die Rückleitung des Mischproduktes vom Auslass des Mischers zurück zum Einlass desselben Mischers apparativ aufwändig gestalten, wodurch ein vermeidbarer logistischer Aufwand innerhalb der Produktionsstätte entstehen kann.

Um den vorstehend beschriebenen Prozess zu vereinfachen wurden deshalb sogenannte Tandemmischverfahren entwickelt. Ein Tandemmischer weist übereinander angeordnet zumeist zwei Mischer auf, welche beispielsweise unterschiedliche Temperaturbereiche während des Mischprozesses abdecken, wodurch das wiederholte Eingeben des Mischproduktes in denselben Mischer entfällt. Anstatt dessen kann das Mischprodukt vom obersten Mischer direkt an den darunterliegenden Mischer weitergegeben werden, sodass die aus dem unteren Mischer ausgegebene Mischung in nachgelagerten Prozessen weiterverarbeitet werden kann.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Tandemmischverfahren werden jedoch regelmäßig als unzureichend oder verbesserungsbedürftig empfunden, da sie in vielen Fällen wegen ihrer großen Dimensionen und des zumeist erheblichen Platzbedarfs besonders hohe Anforderungen an die Produktionsstätten stellen, in denen der Tandemmischer betrieben wird. Insbesondere hinsichtlich der benötigten Höhe der Produktionsstätte wird dies in der Praxis als Nachteil empfunden, da lokal geltende Bauvorschriften die Installationshöhe von Tandemmischern in bestehenden Produktionsstätten begrenzen können, sodass eine Errichtung erschwert wird. Eine Integration in bestehende Produktionsstätten ist somit in vielen Fällen entweder nicht möglich und macht damit den Bau bzw. Kauf neuer Produktionsstätten erforderlich, oder kann lediglich durch aufwändige Umbaumaßnahmen der Produktionsstätte realisiert werden. Insofern kann für viele kautschukverarbeitenden Betriebe eine Umstellung von herkömmlichen Mischverfahren auf Tandem mischverfahren nicht leicht umgesetzt werden, woraus ein Verlust an Wettbewerbsfähigkeit resultieren kann.

Die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik auszuräumen oder zumindest zu verringern.

Insbesondere war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Mischung, insbesondere einer Kautschukmischung, mit einer optimierten Raumnutzung anzugeben, wobei insbesondere der Platzbedarf der im anzugebenden Verfahren benötigten Vorrichtungen in der Vertikalen im Vergleich zu herkömmlichen Tandem mischverfahren reduziert werden sollte.

Es war ebenfalls eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das anzugebende Verfahren besonders zeit- und kosteneffizient durchzuführen sein sollte, wobei die Effizienz insbesondere vergleichbar sein sollte mit der Effizienz herkömmlicher Tandemmischverfahren.

Überdies war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass die im anzugebenden Verfahren benötigten Vorrichtungen flexibel einsetzbar und adaptierbar sein sollten, sodass das anzugebende Verfahren durch Umrüstung insbesondere auch leicht auf verschiedenen bestehenden Mischstraßen anwendbar sein sollte.

Zudem war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein auf dem entsprechenden Verfahren aufbauendes Verfahren zur Herstellung einer verarbeiteten Mischung, insbesondere einer verarbeiteten Kautschukmischung, anzugeben. Darüber hinaus war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mischeranordnung für den Einsatz in einem entsprechenden Verfahren sowie ein Mischersystem mit einer entsprechenden Mischeranordnung anzugeben. Hierbei war es eine wünschenswerte Vorgabe, dass die anzugebende Mischeranordnung bzw. das anzugebende Mischersystem einfach herstellbar sein sollten, insbesondere auch durch Umrüstung und/oder Aufrüstung bestehender Mischeranordnungen oder Systeme.

Die Erfinder haben nunmehr gefunden, dass sich die vorstehenden Aufgaben überraschenderweise lösen lassen, wenn die zu einer Mischung, insbesondere einer Kautschukmischung, zu verarbeitenden Komponenten nacheinander in zumindest zwei im Wesentlichen horizontal zueinander angeordneten Mischern unter der Maßgabe vermischt werden, dass die Überführung der Mischung zwischen den Mischern über zumindest eine Fördereinheit erreicht wird, wie es in den Ansprüchen definiert ist. In einem solchen Verfahren, welches die Vorteile eines sogenannten Tandem mischverfahrens mit einer optimierten Raumausnutzung kombiniert, können auch komplexe Mischungen, insbesondere Kautschukmischungen, besonders zeit- und kosteneffizient hergestellt werden.

Die vorstehend genannten Aufgaben werden somit durch den Gegenstand der Erfindung gelöst, wie er in den Ansprüchen definiert ist. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Ausführungen.

Solche Ausführungsformen, die nachfolgend als bevorzugt bezeichnet sind, werden in besonders bevorzugten Ausführungsformen mit Merkmalen anderer als bevorzugt bezeichneter Ausführungsformen kombiniert. Ganz besonders bevorzugt sind somit Kombinationen von zwei oder mehr der nachfolgend als besonders bevorzugt bezeichneten Ausführungsformen. Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen ein in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnetes Merkmal einer Ausführungsform mit einem oder mehreren weiteren Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert wird, die in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnet werden. Merkmale bevorzugter Mischeranordnungen und Mischersysteme ergeben sich aus den Merkmalen bevorzugter Verfahren.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Mischung, insbesondere einer Kautschukmischung, umfassend die

Verfahrensschritte: a) Eingeben von zumindest einem Ausgangsmaterial, insbesondere einem Kautschuk, und einer oder mehreren weiteren Komponenten in einen ersten Mischer durch eine erste Einlassöffnung und Herstellen einer Vormischung, insbesondere einer Kautschukvormischung, durch Vermischen der Komponenten, b) Überführen der Vormischung aus dem ersten Mischer durch eine erste Auslassöffnung in eine erste Fördereinheit, wobei das Überführen zumindest teilweise entlang der Schwerkraftrichtung S erfolgt und zumindest teilweise durch die Schwerkraft bewirkt wird, c) Fördern der Vormischung mit der ersten Fördereinheit zu einer zweiten Einlassöffnung eines zweiten Mischers, wobei die Vormischung von der ersten Fördereinheit zumindest teilweise entgegen der Schwerkraftrichtung S befördert wird, und d) Verarbeiten der Vormischung in dem zweiten Mischer zum Erhalt einer Mischung und Ausgeben der Mischung aus dem zweiten Mischer durch eine zweite Auslassöffnung, wobei das Ausgeben zumindest teilweise entlang der Schwerkraftrichtung S erfolgt und zumindest teilweise durch die Schwerkraft bewirkt wird, wobei der erste Mischer und der zweite Mischer zumindest teilweise quer zur Schwerkraftrichtung S voneinander beabstandet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung von Mischungen, insbesondere üblicher Kautschukmischungen, aber auch beispielsweise Mischungen von anderen Kunststoffen. Für den Fall von Kautschukmischungen ist dem Fachmann klar, dass der Ausdruck Kautschukmischung dabei sämtliche Mischungen umfasst, welche zumindest einen Kautschuk aufweisen, wobei der Kautschuk beispielsweise Naturkautschuk oder ein synthetischer Kautschuk sein kann. Der Fachmann versteht, dass das erfindungsgemäße Verfahren besonders bevorzugt für die Herstellung von Kautschukmischungen eingesetzt wird, so dass für alle Ausführungsformen ein Verfahren besonders bevorzugt ist, wobei die Mischung eine Kautschukmischung ist, wobei das Ausgangsmaterial Kautschuk ist, und wobei die Vormischung eine Kautschukvormischung ist.

Die Mischung kann zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Verfahrensschritten während ihres Herstellungsprozesses weiteren Verarbeitungsschritten unterzogen werden, beispielsweise kann sie im ersten Mischer und/oder im zweiten Mischer und/oder in der ersten Fördereinheit temperiert werden. Alternativ oder zusätzlich können beispielsweise die chemischen oder physikalischen Eigenschaften der Mischung in einer der Mischstufen oder beim Überführen durch Zugabe von weiteren Komponenten verändert werden.

Im Verfahrensschritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zumindest ein Ausgangsmaterial, insbesondere ein Kautschuk, sowie eine oder mehrere weitere Komponenten in einen ersten Mischer eingegeben. Hierbei können die Menge und/oder die Art an Ausgangsmaterial bzw. weiteren Komponenten in Abhängigkeit der Anwendungsanforderungen an die Mischung gewählt werden. Insbesondere bei der Herstellung von Kautschukmischungen ist für im Wesentlichen alle Ausführungsformen ein erfindungsgemäßes Verfahren relevant, wobei die weiteren Komponenten ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Füllstoffen, Weichmachern und sonstigen Additiven, bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus gefälltem Siliciumdioxid, Silankupplungsagenzien und Weichmachern. In dem ersten Mischer wird durch das Vermischen der eingegebenen Komponenten eine Mischung erhalten, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Vormischung bezeichnet wird und insbesondere eine Kautschukvormischung sein kann.

Mit Blick auf eine gute Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens in bestehende Mischstraßen, das heißt insbesondere einer guten Integrierbarkeit der im Verfahren verwendeten Vorrichtungen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine Versorgungsanordnung für den ersten Mischer vorzusehen, um die zu vermischenden Komponenten im gewünschten Gehalt in den ersten Mischer einzuleiten, da solche Versorgungsanordnungen bei bestehende Mischstraßen in vielen Fällen vorhanden sind und in vorteilhafter Weise in das erfindungsgemäße Verfahren integriert werden können. Bevorzugt ist deshalb ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das zumindest eine Ausgangsmaterial und/oder die weiteren Komponenten aus einer Versorgungsanordnung bereitgestellt werden, wobei die Versorgungsanordnung einen oder mehrere Lagerbehälter und/oder zumindest eine Fördereinrichtung, beispielsweise ein Förderband zur Zuführung des Kautschuks, umfasst, bevorzugt mehrere Lagerbehälter und eine Fördereinrichtung, wobei die Versorgungsanordnung bezogen auf die Schwerkraftrichtung S bevorzugt oberhalb des ersten Mischers angeordnet ist, wobei das Eingeben in den ersten Mischer besonders bevorzugt zumindest teilweise durch die Schwerkraft bewirkt wird.

Die Vormischung unterscheidet sich von der nachfolgend erhaltenen Mischung dadurch, dass die Vormischung im Wesentlichen das Ausgabeprodukt des ersten Mischers ist, während die Mischung erfindungsgemäß aus der Vormischung erhalten wird und entsprechend für die Weiterverarbeitung bereit ist.

Im Verfahrensschritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die im ersten Mischer erhaltene Vormischung durch eine erste Auslassöffnung in eine erste Fördereinheit übergeben. Die Übergabe erfolgt dabei erfindungsgemäß zumindest teilweise entlang der Schwerkraftrichtung S und wird zumindest teilweise durch die Schwerkraft bewirkt.

Im Einklang mit dem fachmännischen Verständnis entspricht die Schwerkraftrichtung S der Richtung der auf der Erde wirkenden Gewichtskraft. Entsprechend erfolgt eine Bewegung einer Mischung entlang der Schwerkraftrichtung S, beispielsweise aus einem in der Werkshalle angeordneten Mischer heraus, so, dass die Mischung aus dem Mischer herausfällt bzw. sich in Richtung des Hallenbodens bewegt. Diese Bewegung kann allein ursächlich aufgrund der auf die Mischung wirkenden Gewichtskraft erfolgen, beispielsweise durch das Öffnen einer Auslassluke, oder zusätzlich befördert werden, beispielsweise induziert durch ein Herauspressen aus dem Mischer. Grundsätzlich ist letzteres allerdings ebenfalls eine zumindest teilweise durch die Schwerkraft bewirkte Bewegung, da die Schwerkraft unabhängig von einer eventuellen zusätzlichen externen Krafteinwirkung auf der Erde immer wirkt. Die Auslassbewegung kann beispielsweise auch durch eine Rutsche oder Rampe so geführt werden, dass die Vormischung teilweise nicht ausschließlich entlang der Schwerkraftrichtung ausgegeben wird.

Im Verfahrensschritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Vormischung mit der ersten Fördereinheit zu einer zweiten Einlassöffnung eines zweiten Mischers befördert. Die Beförderung mittels der ersten Fördereinheit erfolgt dabei erfindungsgemäß zumindest teilweise entgegen der Schwerkraftrichtung S. Insofern erfolgt die Bewegung der Vormischung im Rahmen der Verfahrensschritte b) und c) zunächst entlang und darauffolgend entgegen der Schwerkraftrichtung S. Mit anderen Worten wird die unten am ersten Mischer ausgegebene Vormischung durch die Fördereinheit wieder nach oben befördert, damit sie von oben in den zweiten Mischer eingegeben werden kann.

Durch das Vorsehen der Fördereinheit zwischen dem ersten Mischer und dem zweiten Mischer können diese somit vorteilhafter Weise horizontal zueinander versetzt angeordnet und trotzdem nach Art eines Tandemmischers betrieben werden. Durch den zwischengeschalteten Einsatz der Fördereinheit wird zudem die Flexibilität des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zum herkömmlichen Tandem mischverfahren signifikant erhöht, da das Zwischenschalten zusätzlicher Komponenten, wie beispielsweise Analysevorrichtungen, besser ermöglicht wird. Dadurch ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders leicht an zukünftige Weiterentwicklungen adaptierbar.

Erfindungsgemäß sind der erste Mischer und der zweite Mischer zumindest teilweise quer zur Schwerkraftrichtung S voneinander beabstandet. In der Praxis heißt das mit anderen Worten, dass der erste Mischer und der zweite Mischer im erfindungsgemäßen Verfahren zumindest teilweise nebeneinander angeordnet sind.

Im Verfahrensschritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Vormischung in dem zweiten Mischer verarbeitet, um die gewünschte Mischung zu erhalten. Die Mischung wird aus dem zweiten Mischer durch eine zweite Auslassöffnung wiederum zumindest teilweise entlang der Schwerkraftrichtung S ausgegeben, wobei die Ausgabe zumindest teilweise durch die Schwerkraft bewirkt wird, wie es bereits vorstehend beschrieben wurde.

Geeignete Mischer sind dem Fachmann ausgehend von seinem Fachwissen bekannt. Typisch ist dabei ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der erste Mischer eine erste Mischkammer mit einem darin angeordneten ersten Mischaggregat umfasst. Typisch ist darüber hinaus ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der zweite Mischer eine zweite Mischkammer mit einem darin angeordneten zweiten Mischaggregat umfasst.

Die Erfinder haben für den ersten Mischer und den zweiten Mischer besonders bevorzugte Ausführungsformen identifiziert, welche das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere mit Blick auf eine zeit- und kosteneffiziente Verfahrensführung in besonders vorteilhafter Weise ergänzen. Für den ersten Mischer haben sich dabei in der Praxis sogenannte Stempelmischer als vorteilhaft erwiesen. Ein Stempelmischer, zuweilen auch als Stempelkneter bezeichnet, umfasst in den meisten Fällen eine geschlossene Mischkammer mit zumindest zwei, beispielsweise gegenläufig betriebenen, Rotoren, welche dazu eingerichtet sind, eine oder mehrere in den Stempelmischer eingegebene Komponenten zu vermischen. Die Mischkammer des Stempelmischers ist über eine mit einem Stempel verschließbare Einlassöffnung zugänglich, wobei der Stempel beispielsweise pneumatisch und/oder hydraulisch die in die Mischkammer eingegebenen Komponenten durch die Rotoren drückt, um eine Vermischung dieser Komponenten zu erreichen. Durch die gemeinsame Wirkung von Stempel und Rotoren wird das Mischgut innerhalb des Stempelmischers besonders hohen Scherkräften ausgesetzt. Insofern können in Stempelmischern ebenfalls besonders effektiv hohe Temperaturen erreicht werden. Ein stempelloser Mischer dagegen, wie er sich besonders für den zweiten Mischer als vorteilhaft erwiesen hat, kann aufgrund des fehlenden Stempels im Vergleich zum Stempelmischer niedrigere Scherkräfte auf die Mischung ausüben, sodass die Verarbeitung der Mischung im zweiten Mischer bei niedrigeren Temperaturen erfolgen kann. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der erste Mischer ein Stempelmischer ist. Bevorzugt ist alternativ oder zusätzlich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der zweite Mischer ein stempelloser Mischer ist.

Der erste Mischer und der zweite Mischer umfassen, wie vorstehend erläutert, in den meisten Fällen jeweils ein mit Rotoren ausgerüstetes Mischaggregat zum Verarbeiten der im Mischer befindlichen Mischung. Bevorzugt ist dabei ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das erste Mischaggregat und/oder das zweite Mischaggregat, zwei oder mehr Rotoren umfasst, wobei die Rotoren bevorzugt tangierende oder ineinandergreifende Rotoren sind. Der Ausdruck „tangierend“ in Bezug auf die Rotoren bedeutet im Einklang mit dem fachmännischen Verständnis, dass der äußere Rotordurchmesser im Wesentlichen dem Abstand der geometrischen Mittelpunkte der Rotoren zueinander entspricht, sodass diese sich bei einer Rotation zwar nahekommen, allerdings keine Kontaktierung erfolgt. Ein Rotorsystem aus tangierenden Rotoren kann entsprechend bei unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten betrieben werden. Demgegenüber bezeichnen ineinandergreifende Rotoren solche Systeme, in denen der Abstand der geometrischen Mittelpunkte der Rotoren zueinander kleiner als der äußere Rotordurchmesser ist, sodass eine Rotation der Rotoren abhängig voneinander erfolgen muss. Sowohl mit tangierenden als auch mit ineinandergreifenden Rotoren können besonders hohe Scherkräfte auf die in die Mischkammer eingegebene (Vor)Mischung ausgeübt werden. Aufgrund der jeweiligen Eigenschaften haben sich in der Praxis tangierende Rotoren als besonders vorteilhaft für einen großen Mengendurchsatz erwiesen, während ineinandergreifende Rotoren ihre Vorteile besonders beim dispersiven Mischen zeigen, besonders hinsichtlich einer hervorragenden Kühlleistung.

Die Kühlleistung von Mischern kann bei der Verarbeitung von Mischungen, insbesondere bei der Verarbeitung von Kautschukmischungen, relevant sein, da einzelne Bestandteile von Mischungen temperatursensitiv sein können bzw. einzelne Bestandteile von Kautschukmischungen temperatursensitiv sind. In der Praxis hat es sich bei Kautschukmischungen beispielsweise als vorteilhaft erwiesen, die temperatursensitiven Komponenten der Kautschukmischung erst bei niedrigen Temperaturen zu der Mischung hinzuzugeben, um einem Anvulkanisieren der Kautschukmischung vorzubeugen. Für die meisten Fälle relevant ist somit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Vormischung im zweiten Mischer mit zusätzlichen weiteren Komponenten vermischt wird.

Um die (Vor)Mischung im erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Mischvorgang abzukühlen, hat es sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, das Mischkammervolumen des zweiten Mischers größer auszuführen als das Mischkammervolumen des ersten Mischers, wobei das Überführen der Vormischung in der Fördereinheit hierzu nach Einschätzung der Erfinder einen synergistischen Beitrag leisten kann. Die im Vergleich zum ersten Mischer größere Oberfläche der Mischkammer im zweiten Mischer befördert eine Senkung der (Vor)Mischungstemperatur. Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die erste Mischkammer ein größeres Volumen aufweist als die zweite Mischkammer.

Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn der Ausgabezeitpunkt und/oder die Ausgabemenge von Mischgut aus dem ersten Mischer und dem zweiten Mischer vom Nutzer des erfindungsgemäßen Verfahrens gesteuert werden kann, wie es beispielsweise durch schließbaren Klappen an den Auslassöffnungen ermöglicht werden kann. Bevorzugt ist demgemäß ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei an der ersten Auslassöffnung und/oder der zweiten Auslassöffnung, bevorzugt an beiden Auslassöffnungen, automatisch schließbare Klappen angeordnet sind.

Mit Blick auf einen geringen apparativen Aufwand sowie eine einfache Integrierbarkeit der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Vorrichtungen hat es sich als Vorteil erwiesen, trotz der horizontalen Anordnung möglichst weitgehen die Schwerkraft als treibende Kraft für die Ein- und Ausgabe der Komponenten bzw. der (Vor)Mischung zu nutzen. Insofern kann im erfindungsgemäßen Verfahren durch die Nutzung der Gewichtskraft die Verwendung zusätzlicher Einleitvorrichtungen und/oder Absaugvorrichtungen vermieden werden. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Überführen der Vormischung in Verfahrensschritt b) im Wesentlichen vollständig entlang der Schwerkraftrichtung S erfolgt, wobei das Überführen bevorzugt im Wesentlichen vollständig durch die Schwerkraft bewirkt wird. Bevorzugt ist ebenfalls ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Ausgeben der Mischung in Verfahrensschritt d) im Wesentlichen vollständig entlang der Schwerkraftrichtung S erfolgt, wobei das Ausgeben bevorzugt im Wesentlichen vollständig durch die Schwerkraft bewirkt wird.

Wir vorstehend erläutert, kann die aus dem zweiten Mischer erhaltene Mischung anschließend weiterverarbeitet werden. Die Erfindung betrifft somit zudem ein Verfahren zur Herstellung einer verarbeiteten Mischung, insbesondere einer verarbeiteten Kautschukmischung, umfassend die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Mischung, insbesondere einer Kautschukmischung, sowie zusätzlich die Verfahrensschritte: e) Fördern der ausgegebenen Mischung mit einer zweiten Fördereinheit zu einer dritten Einlassöffnung einer Verarbeitungseinheit, wobei die Mischung von der zweiten Fördereinheit zumindest teilweise entgegen der Schwerkraftrichtung S befördert wird, und f) Verarbeiten der Mischung in der Verarbeitungseinheit zum Erhalt einer verarbeiteten Mischung, wobei der zweite Mischer und die Verarbeitungseinheit zumindest teilweise quer zur Schwerkraftrichtung S voneinander beabstandet sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Herstellung einer verarbeiteten Mischung, insbesondere einer verarbeiteten Kautschukmischung, geeignet und umfasst zusätzlich zu den Verfahrensschritten a) bis d) die Förderung der aus Verfahrensschritt d) erhaltenen Mischung mittels einer zweiten Fördereinheit zu einer dritten Einlassöffnung einer Verarbeitungseinheit. Die Förderung erfolgt dabei wiederum zumindest teilweise entgegen der Schwerkraftrichtung S.

In einem weiteren Verfahrensschritt f) wird die so geförderte Mischung erfindungsgemäß in der Verarbeitungseinheit verarbeitet, um die verarbeitete Mischung zu erhalten. Die verarbeitete Mischung kann in bestimmten Ausführungsformen zusätzlich in nachgelagerten Prozessen weiterverarbeitet werden, beispielsweise um eine optimierte Lagerung der verarbeiteten Mischung zu erreichen. Hierfür können insbesondere weitere physikalische und/oder chemische Prozesse, beispielsweise eine Abkühlung der verarbeiteten Mischung, eine Ausformung oder eine Beschichtung der verarbeiteten Mischung mit weiteren Komponenten in solchen nachgelagerten Verfahren erfolgen.

Erfindungsgemäß sind der zweite Mischer und die Verarbeitungseinheit ebenfalls wieder zumindest teilweise quer zur Schwerkraftrichtung S voneinander beabstandet. Mit Blick auf die Relationen zwischen den im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Vorrichtungen, ist deshalb für die weit überwiegenden Zahl der Fälle ein erfindungsgemäßes Verfahren typisch, wobei der erste Mischer und die Verarbeitungseinheit zumindest teilweise quer zur Schwerkraftrichtung S voneinander beabstandet sind.

In der Praxis heißt das beispielsweise, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren denkbar ist, wobei der zweite Mischer und die

Verarbeitungseinheit zumindest teilweise nebeneinander, d.h. auf gleicher Höhe horizontal versetzt, angeordnet sind.

Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße Verfahren hinsichtlich der Ausgestaltung der Verarbeitungseinheit nicht beschränkt. Beispielhaft ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, die Mischung mit weiteren Komponenten zu vermischen und/oder die Mischung auszuformen.

Grundsätzlich kann die Verarbeitungseinheit nämlich verschieden ausgeführt werden, beispielsweise kann sie einen Extruder umfassen, das heißt eine Fördervorrichtung, welche unter Nutzung einer Förderschraube, durch Druck und/oder Temperatur ein Eingabematerial kontinuierlich durch eine formgebende Ausgabeöffnung presst, um ein Ausgabematerial in einer vorbestimmten geometrischen Form zu erhalten. Im vorliegenden Fall ist die Mischung als Eingabematerial zu verstehen, wobei die verarbeitete Mischung dem Ausgabematerial entspricht. Beispielhaft ist also ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Verarbeitungseinheit ein Extruder ist. Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Verarbeitungseinheit ein Ausformaggregat umfasst, wobei das Ausformaggregat bevorzugt zwei oder mehr Walzen zur Ausformung der Mischung umfasst.

Mit Blick auf die Herstellung von Mischungen, insbesondere Kautschukmischungen, ist häufig eine Temperierung derselben während des Herstellungsprozesses vorteilhaft, um eine besonders effiziente Verarbeitung der Komponenten zu ermöglichen. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der erste Mischer und/oder der zweite Mischer und/oder die Verarbeitungseinheit Mittel zur Temperatursteuerung umfassen.

Grundsätzlich ist es als Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zu sehen, dass die Fördereinheiten hinsichtlich ihrer konkreten Ausgestaltung nicht beschränkt sind, so dass beispielsweise entsprechend eingerichtete Förderbänder eingesetzt werden können. Den Erfindern ist es allerdings gelungen, Ausgestaltungen der Fördereinheiten zu identifizieren, mit denen in der Praxis besonders leistungsfähige Verfahrensführungen erhalten werden konnten und die insbesondere eine zuverlässige Förderung von Mischungen sowie Vormischungen erlauben. Bevorzugt sind nämlich Fördereinheiten, welche im Wesentlichen zur Gruppe der Unstetigförderer gehören, was bedeutet, dass die mittels der Fördereinheiten transportierten Elemente bzw. Mischungen nicht kontinuierlich gefördert werden, wie es beispielsweise bei Förderbändern der Fall wäre. Bevorzugt ist demnach zunächst ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die erste Fördereinheit und/oder die zweite Fördereinheit, bevorzugt beide Fördereinheiten, als Unstetigförderer ausgebildet sind. Auch wenn es dabei grundsätzlich möglich ist, gleislose Fördereinheiten im erfindungsgemäßen Verfahren vorzusehen, sind gleisgebundene Fördereinheiten explizit bevorzugt, insbesondere da gleisgebundene Fördereinheiten eine besonders flexible, kostengünstige und effiziente Verbringung ermöglichen und sich zudem besonders gut und sicher automatisieren lassen. Bevorzugt ist somit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die erste Fördereinheit und/oder die zweite Fördereinheit, bevorzugt beide Fördereinheiten, eine Führungsanordnung mit zumindest einem Förderbehältnis, bevorzugt genau einem Förderbehältnis, umfasst, wobei die Führungsanordnung bevorzugt Schienen zur Führung des Förderbehältnisses umfasst, wobei das Förderbehältnis besonders bevorzugt mittels Rädern in den Schienen beweglich ist. Zweckmäßig ist bei dieser Umsetzung ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Vormischung in Verfahrensschritt b) aus dem ersten Mischer in ein Förderbehältnis der ersten Fördereinheit überführt wird. Zweckmäßig ist analog ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Mischung in Verfahrensschritt d) aus dem zweiten Mischer in ein Förderbehältnis der zweiten Fördereinheit ausgegeben wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhafterweise insbesondere für eine weitgehende Automatisierung geeignet. Bevorzugt ist daher auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die erste Fördereinheit und/oder die zweite Fördereinheit, bevorzugt beide Fördereinheiten, automatisierte Fördereinheiten sind.

Die erste Fördereinheit und die zweite Fördereinheit können vorteilhafterweise verschieden voneinander ausgestaltet werden, wodurch eine individuelle Anpassung an verschiedene bauliche Gegebenheiten von Werkshallen möglich wird, wobei jedoch bevorzugt lediglich die Dimensionen variiert werden. Besonders bevorzugt ist es mit Blick auf die Herstellung der Fördereinheiten jedoch, wenn die erste Fördereinheit und die zweite Fördereinheit im Wesentlichen identisch ausgeführt werden.

In besonders bevorzugten Ausführungsformen umfasst zumindest eine der Fördereinheiten, bevorzugt beide Fördereinheiten, eine Verkippungsvorrichtung. Die Verkippungsvorrichtung kann beispielsweise als Mechanismus ausgebildet sein, welcher das Förderbehältnis der Fördereinheit an einer Seite anhebt oder absenkt, um die Ausrichtung einer Öffnung des Förderbehältnisses im Raum zu verändern und somit das Förderbehältnis zu leeren, sodass der im Förderbehältnis geförderte Inhalt durch die Öffnung ausgegeben werden kann, beispielsweise in den zweiten Mischer. Beispielsweise kann das Förderbehältnis mittels der Verkippungsvorrichtung um zumindest 45°, bevorzugt um zumindest 75° besonders bevorzugt um zumindest 90°, verkippt werden, sodass die Ausrichtung der Öffnung sowohl entlang der Schwerkraftrichtung S, als auch entgegen der Schwerkraftrichtung S ausgerichtet werden kann. Bevorzugt ist demnach ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die erste und/oder die zweite Fördereinheit, bevorzugt beide Fördereinheiten, eine Verkippungsvorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, das Förderbehältnis im Bereich der zweiten Einlassöffnung bzw. der dritten Einlassöffnung so zu verkippen, dass der Inhalt des Förderbehältnisses in den zweiten Mischer bzw. in die Verarbeitungsvorrichtung eingegeben wird, wobei das Eingeben bevorzugt zumindest teilweise durch die Schwerkraft bewirkt wird.

Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren nach entsprechender Umrüstung in verschiedenen bestehenden Mischerstraßen zum Einsatz kommen, das heißt insbesondere Anordnungen von ersten Mischern und zweiten Mischern sowie gegebenenfalls Verarbeitungseinheiten und weiteren Einheiten, welche den Anforderungen des erfindungsgemäßen Verfahrens genügen. Insofern werden mit Hilfe der Fördereinheiten aus herkömmlichen Tandemmischern insbesondere solche Mischerstraßen erhalten, in welchen die Vorrichtungen in der Mischerstraße zumindest abschnittsweise nebeneinander angeordnet sind. Dies bedeutet, dass diese in einer Werkshalle quasi entlang des Horizonts angeordnet sind, sodass ein im Vergleich zum Tandemmischverfahren geringerer Platzbedarf in der Vertikalen notwendig ist. In der Praxis werden die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Vorrichtungen in vielen Fällen eine Eigenhöhe im Bereich von 5 bis 9 Metern aufweisen oder sogar in verschiedenen Stockwerken angeordnet sein. Entsprechend schlagen die Erfinder vor, die Flexibilität des erfindungsgemäßen Verfahrens zu nutzen, um beispielsweise besonders große Höhenunterschiede zwischen den Vorrichtungen zu überbrücken. Bevorzugt ist demgemäß ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die erste Auslassöffnung bezogen auf die Schwerkraftrichtung S unterhalb der zweiten Einlassöffnung angeordnet ist, wobei der Abstand entlang der Schwerkraftrichtung S bevorzugt 1 m oder mehr, besonders bevorzugt 2 m oder mehr, ganz besonders bevorzugt 4 m oder mehr, beträgt, und/oder, wobei die zweite Auslassöffnung bezogen auf die Schwerkraftrichtung S unterhalb der dritten Einlassöffnung angeordnet ist, wobei der Abstand entlang der Schwerkraftrichtung S bevorzugt 1 m oder mehr, besonders bevorzugt 2 m oder mehr, ganz besonders bevorzugt 4 m oder mehr, beträgt.

Bevorzugt ist entsprechend ebenfalls ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Vormischung von der ersten Fördereinheit entgegen der Schwerkraftrichtung S um 1 m oder mehr, bevorzugt 2 m oder mehr, besonders bevorzugt 4 m oder mehr, ganz besonders bevorzugt 6 m oder mehr, befördert wird, und/oder, wobei die Mischung von der zweiten Fördereinheit entgegen der Schwerkraftrichtung S um 1 m oder mehr, bevorzugt 2 m oder mehr, besonders bevorzugt 4 m oder mehr, ganz besonders bevorzugt 6 m oder mehr, befördert wird. Bevorzugt ist daher auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die erste und/oder die zweite Fördereinheit, bevorzugt beide Fördereinheiten, eine Hubvorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, das Förderbehältnis zumindest teilweise entgegen der Schwerkraftrichtung S zu befördern, bevorzugt um 1 m oder mehr, besonders bevorzugt um 2 m oder mehr, ganz besonders bevorzugt um 4 m oder mehr, wobei die Hubvorrichtung bevorzugt ein Aufzugssystem umfasst.

Wie vorstehend erläutert, kann einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens darin gesehen werden, dass die Mischung, die Vormischung sowie die von diesen umfassten Komponenten trotz einer prinzipiell horizontalen Anordnung der Mischlinie zumindest abschnittsweise durch Nutzung der Gewichtskraft übergeben werden können. Insofern kann der apparative Aufwand minimiert werden, indem die Verwendung zusätzlicher Einleitvorrichtungen und/oder Absaugvorrichtungen für den ersten Mischer, den zweiten Mischer und die Verarbeitungseinheit vermieden werden können. Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die erste Fördereinheit bezogen auf die Schwerkraftrichtung S abschnittsweise unterhalb der ersten Auslassöffnung und abschnittsweise oberhalb der zweiten Einlassöffnung verläuft, und/oder, wobei die zweite Fördereinheit bezogen auf die Schwerkraftrichtung S abschnittsweise unterhalb der zweiten Auslassöffnung und abschnittsweise oberhalb der dritten Einlassöffnung verläuft.

Der Fachmann versteht, dass die Erfindung überdies eine Mischeranordnung betrifft, insbesondere für den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Verfahren, umfassend: i) einen ersten Mischer mit einer ersten Einlassöffnung und einer ersten Auslassöffnung, ii) einen zweiten Mischer mit einer zweiten Einlassöffnung und einer zweiten Auslassöffnung, und iii) eine erste Fördereinheit, wobei die Mischeranordnung dazu eingerichtet ist, dass eine im ersten Mischer hergestellte Mischung durch die erste Auslassöffnung zumindest teilweise entlang einer Auslassrichtung A in die erste Fördereinheit übergeben werden kann, wobei die erste Fördereinheit dazu eingerichtet ist, die vom ersten Mischer übergebene Mischung zu der zweiten Einlassöffnung des zweiten Mischers zu fördern, wobei die Mischung von der ersten Fördereinheit zumindest teilweise entgegen der Auslassrichtung A befördert wird, wobei die Mischeranordnung dazu eingerichtet ist, dass die im zweiten Mischer verarbeitete Mischung durch die zweite Auslassöffnung zumindest teilweise entlang der Auslassrichtung A ausgegeben werden kann, wobei der erste Mischer und der zweite Mischer zumindest teilweise quer zur Auslassrichtung A voneinander beabstandet sind.

Die erfindungsgemäße Mischeranordnung ist für den Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren besonders geeignet. Besonders bevorzugt sind dabei solche erfindungsgemäßen Mischeranordnungen, die sich für bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren eignen.

Der Fachmann versteht, dass die Mischer in der erfindungsgemäßen Mischeranordnung und deren Anordnung zueinander bei der Definition der Mischeranordnung, anders als im Verfahren, frei im Raum erfolgt und nicht auf die Schwerkraftrichtung Bezug genommen werden kann, weshalb vorliegend alternativ eine Definition der Auslassrichtung A als Bezugssystem vorgenommen wurde. Grundsätzlich wird die Auslassrichtung A in der Praxis, d.h. bei Anordnung der Mischeranordnung in einer Werkshalle, allerdings im Wesentlichen der Richtung der auf der Erde wirkenden Gewichtskraft, also der Schwerkraftrichtung S, entsprechen. Entsprechend kann eine Bewegung einer Mischung entlang der Auslassrichtung A, beispielsweise aus einem auf einem Werkshallenboden angeordneten Mischer, so erfolgen, dass diese aus dem Mischer herausfällt bzw. sich in Richtung des Hallenbodens bewegt. Diese Bewegung kann, wie vorstehend beschrieben, wiederum ursächlich aufgrund der auf die Mischung wirkenden Gewichtskraft erfolgen. Für im Wesentlichen alle Ausführungsformen relevant ist daher eine erfindungsgemäße Mischeranordnung, wobei die Mischeranordnung dazu vorgesehen ist, dass die Auslassrichtung A im Betrieb zumindest teilweise, bevorzugt im Wesentlichen vollständig, der Schwerkraftrichtung S entspricht. Die Erfindung betrifft zudem ein Mischersystem, insbesondere für den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Verfahren, umfassend eine erfindungsgemäße Mischeranordnung sowie: iv) eine Verarbeitungseinheit mit einer dritten Einlassöffnung, und v) eine zweite Fördereinheit, wobei die zweite Fördereinheit dazu eingerichtet ist, die vom zweiten Mischer ausgegebene Mischung zu der dritten Einlassöffnung der Verarbeitungseinheit zu fördern, wobei die Mischung von der zweiten Fördereinheit zumindest teilweise entgegen der Auslassrichtung A befördert wird, wobei der zweite Mischer und die Verarbeitungseinheit zumindest teilweise quer zur Auslassrichtung A voneinander beabstandet sind.

Im Einklang mit dem fachmännischen Verständnis sind besonders solche Mischersysteme bevorzugt, welche sich für bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren eignen.

Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Mischersystem, wobei das Mischersystem eine Versorgungsanordnung umfasst, wobei die Versorgungsanordnung einen oder mehrere Lagerbehälter und/oder zumindest eine Fördereinrichtung zur Förderung eines Ausgangsmaterials umfasst, wobei die Versorgungsanordnung bevorzugt auf der Seite des ersten Mischers angeordnet ist, auf der die erste Einlassöffnung liegt.

Bevorzugt ist entsprechend auch ein erfindungsgemäßes Mischersystem, wobei die erste Auslassöffnung bezogen auf die Auslassrichtung A unterhalb der zweiten Einlassöffnung angeordnet ist, wobei der Abstand entlang der Auslassrichtung A bevorzugt 1 m oder mehr, besonders bevorzugt 2 m oder mehr, ganz besonders bevorzugt 4 m oder mehr, beträgt. Bevorzugt ist ebenfalls eine erfindungsgemäße Mischeranordnung, wobei die zweite Auslassöffnung bezogen auf die Auslassrichtung A unterhalb der dritten Einlassöffnung angeordnet ist, wobei der Abstand entlang der Auslassrichtung A bevorzugt 1 m oder mehr, besonders bevorzugt 2 m oder mehr, ganz besonders bevorzugt 4 m oder mehr, beträgt.

Bevorzugt ist ebenfalls ein erfindungsgemäßes Mischersystem, wobei die erste und/oder die zweite Fördereinheit, bevorzugt beide Fördereinheiten, eine Hubvorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, das Förderbehältnis zumindest teilweise entgegen der Auslassrichtung A zu befördern, bevorzugt um 1 m oder mehr, besonders bevorzugt um 2 m oder mehr, ganz besonders bevorzugt um 4 m oder mehr, wobei die Hubvorrichtung bevorzugt ein Aufzugssystem umfasst.

Bevorzugt ist überdies ein erfindungsgemäßes Mischersystem, wobei die erste Fördereinheit so angeordnet ist, dass diese bezogen auf die Auslassrichtung A abschnittsweise unterhalb der ersten Auslassöffnung und abschnittsweise oberhalb der zweiten Einlassöffnung verläuft. Bevorzugt ist alternativ oder zusätzlich eine erfindungsgemäße Mischeranordnung, wobei die zweite Fördereinheit so angeordnet ist, dass diese bezogen auf die Auslassrichtung A abschnittsweise unterhalb der zweiten Auslassöffnung und abschnittsweise oberhalb der dritten Einlassöffnung verläuft.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren und am Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer Kautschukmischung näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines nicht erfindungsgemäßen Tandemmischsystems; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen

Mischersystems für den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Fördereinheit zu verschiedenen Verfahrenszeitpunkten des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines nicht erfindungsgemäßen Tandemmischsystems, welches für die Herstellung einer verarbeiteten Kautschukmischung geeignet ist. Das gezeigte Tandem mischsystem umfasst hierfür einen ersten Mischer 10, einen zweiten Mischer 20 und eine Verarbeitungseinheit 28, die jedoch vertikal übereinander angeordnet sind. Über eine mehrere Lagerbehälter 38 sowie eine separate Fördereinrichtung 40 umfassende Versorgungsanordnung, welche über dem ersten Mischer 10 angeordnet ist, können dem gezeigten Tandem mischsystem die für die Herstellung einer verarbeiteten Kautschukmischung notwendigen Komponenten in der benötigten Menge zugeführt werden. Aufgrund der Anordnung des ersten Mischers 10 über dem zweiten Mischer 20 sowie der Anordnung des zweiten Mischers 20 über zumindest Teilen der Verarbeitungseinheit 28, wird für den Einsatz des gezeigten Tandemmischsystems ein hoher Platzbedarf in der Vertikalen, das heißt entlang der als Richtungspfeil dargestellten Schwerkraftrichtung S, benötigt. Hierfür werden in der Praxis, insbesondere bei Berücksichtigung der Ausmaße der einzelnen Bestandteile des Tandemmischsystems, Produktionsstätten mit großen Höhen benötigt, beispielsweise mit einer Höhe von mehr als 10 m.

Die Fig. 2 zeigt nunmehr ein erfindungsgemäßes Mischersystem in einer bevorzugten Ausführungsform. Das gezeigte Mischersystem umfasst, quer zur als Richtungspfeil dargestellten Schwerkraftrichtung S voneinander beabstandet, das heißt in anderen Worten nebeneinander angeordnet, einen ersten Mischer 10, einen zweiten Mischer 20 und eine Verarbeitungseinheit 28. Ähnlich zum Tandem mischsystem der Fig. 1 umfasst das Mischersystem zudem eine über dem ersten Mischer 10 angeordnete Versorgungsanordnung, welche mehrere Lagerbehälter 38 sowie eine Fördereinrichtung 40 umfasst. Wie in der schematischen Darstellung gezeigt, benötigt das gezeigte Mischersystem allerdings aufgrund der horizontalen Anordnung der Vorrichtungen trotz der Versorgungsanordnung lediglich etwa 60% der für das Tandem mischsystem benötigten Höhe. Insofern kann das gezeigte Mischersystem im Vergleich zum Tandem mischsystem der Fig. 1 in Produktionsstätten mit niedrigerer Höhe eingesetzt werden.

Das gezeigte Mischersystem umfasst eine erste Fördereinheit 16 und eine zweite Fördereinheit 24, welche jeweils die aus dem ersten Mischer 10 bzw. dem zweiten Mischer 20 ausgegebene Mischung zum zweiten Mischer 20 bzw. zur Verarbeitungseinheit 28 befördern. Im Einsatz in einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer verarbeiteten Kautschukmischung werden im gezeigten Beispiel die für die Kautschukvormischung benötigten Komponenten mittels der Versorgungsanordnung über eine erste Einlassöffnung 12 in den ersten Mischer 10 eingegeben und die Kautschukvormischung im ersten Mischer 10 hergestellt. Diese wird über eine mit einer automatischen Klappe versehene erste Auslassöffnung 14 in die erste Fördereinheit 16 ausgegeben, sodass die Kautschukvormischung bedingt durch die Schwerkraft aus dem ersten Mischer 10 in ein Förderbehältnis 32 der ersten Fördereinheit 16, die unterhalb der ersten Auslassöffnung 14 verläuft, hineinfällt und in der Fig. 2 in zwei Positionen, nämlich der Belade- und der Entladeposition gezeigt ist.

Im gezeigten Beispiel der Fig. 2 können die erste Fördereinheit 16 und die zweite Fördereinheit 24 wie in den Fig. 3a) bis 3c) gezeigt, als automatisierte Unstetigförderer ausgebildet sein. Der in Fig. 3a) dargestellte Unstetigförderer umfasst eine Führungsanordnung 30, welche die erzeugte Kautschuk(vor)mischung in dem Förderbehältnis 32 aufnimmt. Wie in Fig. 3b) gezeigt, wird die Kautschuk(vor)Mischung nach der Aufnahme über Schienen 34a, 34b mit Hilfe einer als Aufzugssystem ausgeführten Hubvorrichtung 36 zu der jeweils höhergelegenen Einlassöffnung transportiert, welche im gezeigten Beispiel etwa 9 m oberhalb der Auslassöffnung liegt. Über einen Verkippungsmechanismus wird die Kautschuk(vor)Mischung, wie in Fig. 3c) gezeigt, in die Einlassöffnung ausgegeben, beispielsweise indem das Förderbehältnis um eine Achse rotiert wird, wie es in Fig. 2 schematisch angedeutet ist.

Die erste Fördereinheit 16 der Fig. 2 würde im Einsatz in einem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend das Fördergut, also die Kautschukvormischung, von der ersten Auslassöffnung 14 des ersten Mischers 10 zu der zweiten Einlassöffnung 18 des zweiten Mischers 20 transportieren und dort durch Verkippen des Förderbehältnisses 32 ausgeben, um im zweiten Mischer 20 aus der Kautschukvormischung eine Kautschukmischung zu erzeugen. Dies kann neben der Abkühlung und der Vermischung der Kautschukvormischung zusätzlich über die Zugabe weiterer Komponenten, beispielsweise von die Kautschukmischung vernetzenden Chemikalien, erreicht werden.

Im Einsatz in dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Kautschukmischung im gezeigten Beispiel anschließend über eine mit einer automatischen Auslassklappe versehene zweite Auslassöffnung 22 in das unter der zweiten Auslassöffnung 22 angeordnete Förderbehältnis 32 der zweiten Fördereinheit 24 hineinfallen und zu einer dritten Einlassöffnung 26 der Verarbeitungseinheit 28 transportiert werden, um dort zu einer verarbeiteten Kautschukmischung verarbeitet zu werden, beispielsweise durch Ausformen der Kautschukmischung. Hierfür umfasst die gezeigte Verarbeitungseinheit 28 einen Extruder.

Der erste Mischer 10 und der zweite Mischer 20 umfassen für die Verarbeitung der Komponenten der Kautschukmischung bzw. der Kautschukvormischung jeweils eine Mischkammer, welche zumindest zwei, beispielsweise ineinandergreifende, Rotoren aufweist. Der erste Mischer 10 weist zusätzlich einen Stempel auf, welcher dazu eingerichtet ist, das Mischgut unter Druckeinwirkung durch die Rotoren zu befördern. Überdies ist das Volumen der Mischkammer des ersten Mischers 10 im gezeigten Beispiel größer als das Volumen der Mischkammer des zweiten Mischers 20, sodass ein Temperaturgradient zwischen den Mischkammern eingestellt werden kann, weshalb die Kautschukvormischung im zweiten Mischer 20 bei der Verarbeitung eine niedrigere Temperatur aufweist als die aus dem ersten Mischer 10 austretende Kautschukvormischung. Dieser Temperaturgradient kann ebenfalls durch Temperatursteuerungsmittel in den Mischern eingestellt und optional auch durch ein Temperieren der Förderbehältnisse 32 unterstützt werden.

Bezugszeichenliste

10 erster Mischer

12 erste Einlassöffnung

14 erste Auslassöffnung

16 erste Fördereinheit

18 zweite Einlassöffnung

20 zweiter Mischer

22 zweite Auslassöffnung

24 zweite Fördereinheit

26 dritte Einlassöffnung

28 Verarbeitungseinheit

30 Führungsanordnung

32 Förderbehältnis

34a-b Schienen

36 Hubvorrichtung

38 Lagerbehälter

40 Fördereinrichtung

S Schwerkraftrichtung

A Auslassrichtung

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Mischung, umfassend die Verfahrensschritte: a) Eingeben von zumindest einem Ausgangsmaterial und einer oder mehreren weiteren Komponenten in einen ersten Mischer (10) durch eine erste Einlassöffnung (12) und Herstellen einer Vormischung durch Vermischen der Komponenten, b) Überführen der Vormischung aus dem ersten Mischer (10) durch eine erste Auslassöffnung (14) in eine erste Fördereinheit (16), wobei das Überführen zumindest teilweise entlang der Schwerkraftrichtung S erfolgt und zumindest teilweise durch die Schwerkraft bewirkt wird, c) Fördern der Vormischung mit der ersten Fördereinheit (16) zu einer zweiten Einlassöffnung (18) eines zweiten Mischers (20), wobei die Vormischung von der ersten Fördereinheit (16) zumindest teilweise entgegen der Schwerkraftrichtung S befördert wird, und d) Verarbeiten der Vormischung in dem zweiten Mischer (20) zum Erhalt einer Mischung und Ausgeben der Mischung aus dem zweiten Mischer (20) durch eine zweite Auslassöffnung (22), wobei das Ausgeben zumindest teilweise entlang der Schwerkraftrichtung S erfolgt und zumindest teilweise durch die Schwerkraft bewirkt wird, wobei der erste Mischer (10) und der zweite Mischer (20) zumindest teilweise quer zur Schwerkraftrichtung S voneinander beabstandet sind.

2. Verfahren zur Herstellung einer verarbeiteten Mischung, umfassend die Verfahrensschritte des Verfahrens nach Anspruch 1 , sowie zusätzlich die Verfahrensschritte: e) Fördern der ausgegebenen Mischung mit einer zweiten Fördereinheit (24) zu einer dritten Einlassöffnung (26) einer Verarbeitungseinheit (28), wobei die Mischung von der zweiten Fördereinheit (24) zumindest teilweise entgegen der Schwerkraftrichtung S befördert wird, und f) Verarbeiten der Mischung in der Verarbeitungseinheit (28) zum Erhalt einer verarbeiteten Mischung, wobei der zweite Mischer (20) und die Verarbeitungseinheit (28) zumindest teilweise quer zur Schwerkraftrichtung S voneinander beabstandet sind.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die erste Auslassöffnung (14) bezogen auf die Schwerkraftrichtung S unterhalb der zweiten Einlassöffnung (18) angeordnet ist, und/oder wobei die zweite Auslassöffnung (22) bezogen auf die Schwerkraftrichtung S unterhalb der dritten Einlassöffnung (26) angeordnet ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüchel bis 3, wobei die erste Fördereinheit (16) bezogen auf die Schwerkraftrichtung S abschnittsweise unterhalb der ersten Auslassöffnung (14) und abschnittsweise oberhalb der zweiten Einlassöffnung (18) verläuft, und/oder wobei die zweite Fördereinheit (24) bezogen auf die Schwerkraftrichtung S abschnittsweise unterhalb der zweiten Auslassöffnung (22) und abschnittsweise oberhalb der dritten Einlassöffnung (26) verläuft.

5. Verfahren nach einem der Ansprüchel bis 4, wobei das Überführen der Vormischung in Verfahrensschritt b) im Wesentlichen vollständig entlang der Schwerkraftrichtung S erfolgt, und/oder wobei das Ausgeben der Mischung in Verfahrensschritt d) im Wesentlichen vollständig entlang der Schwerkraftrichtung S erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Mischer (10) ein Stempelmischer ist, und/oder wobei der zweite Mischer (20) ein stempelloser Mischer ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Fördereinheit (16) und/oder die zweite Fördereinheit (24) eine Führungsanordnung (30) mit zumindest einem Förderbehältnis (32) umfassen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Fördereinheit (16) und/oder die zweite Fördereinheit (24) eine Hubvorrichtung (36) umfassen, die dazu eingerichtet ist, das Förderbehältnis (32) zumindest teilweise entgegen der Schwerkraftrichtung S zu befördern.

9. Mischeranordnung, insbesondere für den Einsatz in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend: i) einen ersten Mischer (10) mit einer ersten Einlassöffnung (12) und einer ersten Auslassöffnung (14), ii) einen zweiten Mischer (20) mit einer zweiten Einlassöffnung (18) und einer zweiten Auslassöffnung (22), und iii) eine erste Fördereinheit (16), wobei die Mischeranordnung dazu eingerichtet ist, dass eine im ersten Mischer (10) hergestellte Mischung durch die erste Auslassöffnung (14) zumindest teilweise entlang einer Auslassrichtung A in die erste Fördereinheit (16) übergeben werden kann, wobei die erste Fördereinheit (16) dazu eingerichtet ist, die vom ersten Mischer (10) übergebene Mischung zu der zweiten Einlassöffnung (18) des zweiten Mischers (20) zu fördern, wobei die Mischung von der ersten Fördereinheit (16) zumindest teilweise entgegen der Auslassrichtung A befördert wird, wobei die Mischeranordnung dazu eingerichtet ist, dass die im zweiten Mischer (20) verarbeitete Mischung durch die zweite Auslassöffnung (22) zumindest teilweise entlang der Auslassrichtung A ausgegeben werden kann, wobei der erste Mischer (10) und der zweite Mischer (20) zumindest teilweise quer zur Auslassrichtung A voneinander beabstandet sind.

10. Mischersystem, insbesondere für den Einsatz in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend eine Mischeranordnung nach Anspruch 9 sowie: iv) eine Verarbeitungseinheit (28) mit einer dritten Einlassöffnung (26), und v) eine zweite Fördereinheit (24), wobei die zweite Fördereinheit (24) dazu eingerichtet ist, die vom zweiten Mischer (20) ausgegebene Mischung zu der dritten Einlassöffnung (26) der Verarbeitungseinheit (28) zu fördern, wobei die Mischung von der zweiten Fördereinheit (24) zumindest teilweise entgegen der Auslassrichtung A befördert wird, wobei der zweite Mischer (20) und die Verarbeitungseinheit (28) zumindest teilweise quer zur Auslassrichtung A voneinander beabstandet sind.