WO2022199878A1 - Vorrichtung zum einzug eines schüttgut aufweisenden materials und dosiergerät sowie verfahren zur herstellung einer formmasse mit verbesserten eigenschaften - Google Patents

Vorrichtung zum einzug eines schüttgut aufweisenden materials und dosiergerät sowie verfahren zur herstellung einer formmasse mit verbesserten eigenschaften Download PDF

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WO2022199878A1
WO2022199878A1 PCT/EP2022/000027 EP2022000027W WO2022199878A1 WO 2022199878 A1 WO2022199878 A1 WO 2022199878A1 EP 2022000027 W EP2022000027 W EP 2022000027W WO 2022199878 A1 WO2022199878 A1 WO 2022199878A1
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feed
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feed zone
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Markus Blach
Michael Blach
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Blach Verwaltungs Gmbh & Co Kg
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    • B29C2948/92866—Inlet shaft or slot, e.g. passive hopper; Injector, e.g. injector nozzle on barrel

Definitions

  • the subject matter of the invention is a device for feeding in a material containing bulk material according to claim 1 and a dosing device according to claim 19 and a method for producing a molding composition with improved properties according to claim 28.
  • extruders with several shafts arranged in a ring or circle, which all mesh with two adjacent shafts, such as the twelve-shaft RingExtruder, are characterized by particularly high throughputs and narrow residence time spectra.
  • Bulk goods with a high bulk density, such as granules, can be processed particularly advantageously.
  • the processing elements are formed by screws and the material is supplied via an opening in the housing.
  • the shafts carrying the snails form a ring. Due to the large number of waves, such a device has a much larger volume throughput than z.
  • Such multi-screw extruders in particular ring extruders, are known in terms of their design and their function and mode of operation.
  • Such a multi-shaft or ring extruder is described, for example, in DE 196 22 582 A1 and in EP 1 332 034 A1, the latter publication describing a solution for improved intake of flaky material.
  • the structure and the basic process step sequence of such a complete RingExtruder system is described, for example, in DE 10 2015 120 583 A1.
  • the multi-screw extruder in particular the RingExtruder, has the potential for significantly better product qualities than a machine known as a twin-screw extruder due to its geometric design, which is expressed, for example, in the patent applications WO 2020 048 750 A1 and WO 2020 120 119 A1.
  • Multi-screw extruders are so called in practice to distinguish them from single-screw extruders and twin-screw extruders or twin-screw extruders, although the latter also have more than one single-screw design; nevertheless, the term multi-shaft extruder has come to describe extruders with three shafts and additional shafts
  • RingExtruders are extruders that arrange the multi-shafts in a ring or ring shape. At the time of registration, they are used in particular as six-shaft, eight-shaft, ten-shaft or twelve-shaft extruders, even if ring extruders with more than twelve shafts, for example with 16 shafts, are known.
  • the design of the extruder cylinder and the screw geometries ensure maximum flexibility with regard to the material feed points.
  • Solids of different particle sizes and shapes or material mixtures are fed into the process chamber as bulk material together or separately via the intake housing, which is the first housing of the RingExtruder in the arrangement.
  • material can also be fed to one of the housings located further downstream via an add-on unit installed on the intake housing and/or a laterally positioned add-on unit, the dosing device or side feeder.
  • the problem presented as an example is more or less pronounced for all products that are fed to the multi-shaft or ring extruder as bulk material and that are subjected to a melting, masticating or plasticizing process in the extruder.
  • the problem does not occur when the machine is fed with liquid, ie when the melting process takes place outside the extruder, e.g. B. by barrel press or side extruder.
  • the problem presented also applies to non-melting, rolling products such as rubber present, although evident, at least as far as the problem of peaks is concerned, less pronounced.
  • a twelve-shaft ring extruder has such a high drive power that the shafts can be damaged or even destroyed if the torques applied to the respective shafts are distributed unevenly.
  • the uneven distribution of torque between high and low loaded shafts can be as much as 50% and beyond. Since all shafts (have to) be monitored individually in terms of torque, the maximum usable torque is reduced by any unequal distribution.
  • a lower torque means that a higher speed is required for a given throughput, which in turn negatively affects the product temperature, the occurrence of shear peaks and thus the product quality. As a consequence, this also applies to problem aspect 2, which is addressed below.
  • the material to be processed can be processed more gently because the extruder machine can be "driven” with a higher torque. This allows the speed to be set correspondingly lower. Nevertheless, the operator of the extruder system gets the same or almost the same throughput. This leads to a lower melting temperature, so that there are fewer temperature peaks. These achievements become all the more significant the higher the quality of the material to be processed, which is the case for polycarbonate, for example.
  • spread refers to the family of curves that arise when the torques of the approximately 12 shafts are plotted together in a diagram.
  • the present invention also solves problem aspect 2 of the difference in torque for each revolution of the shaft.
  • EP 1 3332 034 A1 shows a variant with a removed shaft in FIG The missing shaft would have to be driven.
  • a feed device with a modified feed zone for the multi-shaft or ring extruder is proposed.
  • the feed zone is the component or assembly that feeds the material metered in a functionally upstream metering device into the extruder so that it is in the cavities receiving the shafts.
  • This feed zone can consist of a single housing or be made up of several components.
  • the core idea is that the infeed device is designed in such a way that it is possible to divide the total material flow into a number of sub-flows of equal size, defined in terms of mass flow. These sub-streams are then fed to a corresponding number of material feed zones of the device for feeding.
  • a corresponding number of shaft arrangements which have at least one processing element and which draw in the partial flows and transport them to the downstream end of the device, depart from these zones, so that the emerging partial flows are transferred to the shaft arrangements of the actual extruder machine where further process steps such as mixing, dispersing and distributing then take place.
  • the actual extruder machine within the meaning of the invention can also be what is known as a side feeder.
  • a multi-barrel or ring extruder can be described as having a certain number of shafts, in which the processing of the material that has already been drawn in takes place.
  • each of the shafts is equipped with processing elements in a known manner.
  • Processing elements are in particular screw elements, kneading elements, kneading blocks and combinations thereof.
  • the term processing element is also used in this sense in the present case.
  • the device according to the invention for feeding material into a multi-shaft or ring extruder has cavities accommodating the same number of shafts and a corresponding number of shafts, but not each of these shafts is equipped with a processing element provided, as will be explained in more detail below.
  • the device for feeding in is designed in such a way that it feeds the complete material flow, which is supplied from the functionally upstream dosing device to the device for feeding in at least two substreams of the material to be fed in, which can be defined in terms of mass flow and are essentially the same, i.e. of equal size, equally in at least two picks up material feed zones that can be defined in terms of mass flow, ie picks up the number of partial flows supplied by the dosing device in a corresponding number of material feed zones.
  • the device for drawing in is advantageously also designed in such a way that these same partial flows are drawn in and transported further from the material feed zones via a defined number of shafts arranged in cavities, which are equipped with processing elements, and these partial flows after they have exited the device for drawing in can be fed with processing elements to the shafts used by the multi-shaft or ring extruder.
  • the device for drawing in is designed in such a way that it receives the complete material flow, which is divided up in the functionally upstream dosing device into sub-streams of essentially the same size in terms of mass flow, via a number of material feed zones corresponding to this number of sub-streams, with this number of sub-streams extending over into this Material zone-reaching wave arrangements, each equipped with at least one processing element, are further drawn in and transported further until they exit the device for collection at the end downstream of the material flow and on the multi-waves -or. be passed to RingExtruder.
  • the device is thus used to feed in a material containing bulk material, in particular a powdery, granular, rolling or flaky material.
  • the material is fed to the infeed device via at least one dosing device and processed further in a multi-shaft extruder, i.e. the actual extruder machine, also referred to here as such.
  • the feed device comprises a number N of rotatable shafts, i.e. shaft assemblies, each individual shaft running in a cavity parallel to the axial direction (A) of the multi-shaft extruder.
  • the device for drawing in is designed to draw in at least two substreams of the material to be drawn in, which can be defined in terms of mass flow and are essentially the same, with each partial flow being able to be fed to a respective material feed zone from which a rotatable shaft arrangement emerges, which is designed to draw in the partial flow, which is a Editing element receives, can be fed.
  • the retraction device has a number N of rotatable shaft assemblies arranged in a corresponding number N of cavities.
  • the number N corresponds to the number of shafts of the multi-wave or RingExtruder machine.
  • This design has decisive advantages. If the partial flows of the same size can be taken up by the infeed device, this design alone improves the possibility of distributing these partial flows completely to the multi-shaft or ring extruder after they have been transported on, i.e. also supplying the shafts with the material that do not go to the Draw-in shafts of the device belong to the collection.
  • the device can advantageously have a distribution element, which is described in more detail below. Consequently, the multi-barrel or ring extruder is supplied with an even partial flow and can further process or process it without the torque differences mentioned at the outset being obtained.
  • the technically constructive configuration of the device for drawing-in is at the discretion of the person skilled in the art. It depends, among other things, on the geometry of the extruder connected to it, which in turn depends on the number of shafts it accommodates. On the other hand, it is less influenced by the type of material to be fed, i.e. whether it is bulk material with a high Bulk density, such as granular materials, or bulk is low bulk density, such as a flaky or porous material; because the fact that even partial flows of material are made available means that the shape and consistency of the material is not important.
  • the actual multi-bore or ring extruder machine can be universally used for practically all bulk materials thanks to the feed device.
  • one type of bulk material can be changed to another type of bulk material during a process run.
  • the person skilled in the art will select the number of material feed zones from the point of view, among other things, that a sufficient throughput is achieved; this can speak in favor of choosing a smaller number, if necessary.
  • the feed geometry must be robust on the one hand and filigree at the same time, it makes sense to produce this component or these several components using the 3D printing process. In the course of this manufacturing process, it is also easier to provide a cooling circuit or heating circuit in these components, if required.
  • the device for drawing in is detachably connected to the extruder machine arranged downstream in the direction of transport.
  • Known fastening means and methods can be used for fastening.
  • All rotatable shafts of the device for feeding in as well as all rotatable shafts of the multi-shaft or ring extruder are connected to the transmission of the extruder machine, which in turn is driven by a motor or the like.
  • Both the transmission, its clutch and its drive machine are conventionally arranged upstream of the device for infeed.
  • the drive i.e. motor, gearbox and coupling
  • the shafts would then not have to be guided through the feed elements to the transmission. This would make it possible to design the product inflow even more openly.
  • the gearbox and the clutches would have to be redesigned, since the compressive force exerted by the discharge would become a tensile load.
  • the rotatable shafts in the intake device which ensure the intake and onward transport of the equally sized partial flows in the intake device and create the conditions for distribution of the partial flows in the multi-shaft or ring extruder, are equipped with a processing element.
  • the retraction device is preferably equipped with the following features:
  • the rotatable shafts in the infeed device which are not for the infeed and onward transport of the equally sized partial flows in the infeed device and not for the distribution of the partial flows in the multi-shaft or
  • RingExtruders, or - if preferred: in the distribution element, take care, are not equipped with a processing element.
  • the number of rotatable shafts in the infeed device that hold a processing element is therefore ⁇ N.
  • the number of rotatable shafts that do not accommodate a processing element is therefore the difference between N and ⁇ N.
  • the feed device has at least two material feed zones. These are advantageously designed like chambers. Each of these material feed zones leads to at least one rotatable shaft arrangement having a processing element.
  • each material feed zone a sub-stream of the total flow of the material to be drawn in, which can be defined in terms of mass flow and is essentially the same, can be accommodated.
  • the number of the at least two partial flows corresponds to the number of the at least two material feed zones, and a rotatable shaft arrangement, which accommodates a processing element, extends from each material feed zone.
  • a double-shaft arrangement with a respective processing element for example a double-screw arrangement, represents a shaft arrangement in the aforementioned sense.
  • a shaft arrangement can also consist of just one shaft or can accommodate more than one double-shaft arrangement. The concept of the shaft arrangement is understood functionally in this sense.
  • This configuration can be used in all multi-shaft extruders, ie in all extruders that have three or more shafts according to the definition described above.
  • the spatial-geometric arrangement of the shafts can be polygonal. In a three-shaft extruder, the shafts would be arranged in an isosceles triangle when viewed from the front. In the case of a five-screw extruder, the arrangement would be approximately pentagonal.
  • the invention offers particular advantages when, for example, six-screw, eight-screw, ten-screw or, in particular, twelve-screw extruders are used. This is particularly true when the number N of rotatable shafts accommodated in a corresponding number N of cavities is arranged in a ring. This addresses the configuration of a RingExtruder. The invention is particularly advantageous when a twelve-shaft ring extruder is used.
  • twin-screw arrangements should therefore be used for the sake of simplicity, although the processing elements—as explained above—can optionally also or instead have kneading elements.
  • the device for drawing in has four separate openings into which the same partial flow quantity of the material is metered.
  • four sub-streams that are definably the same size, ie four equal mass flows, can be accommodated by the device.
  • a twin screw arrangement is filled by each of the four partial flows.
  • the twelve shafts of the RingExtruder only 4 x 2 shafts are used for product infeed in this area.
  • the remaining 4 shafts are guided through this zone in cavities in order to use them downstream, equipped with processing elements in the actual extruder machine, for process engineering.
  • the shafts that are not equipped with processing elements in the device for drawing in are consequently equipped with processing elements downstream of the transport direction of the partial flows in the actual extruder machine;
  • these waves are also designed in the feed zone in such a way that they are continuous, i.e. continue in the actual RingExtruder.
  • a distribution element is preferably used in the device according to the invention for the infeed, then it is also preferred to already equip all shaft arrangements with processing elements in this area of the distribution element.
  • the 4 twin screw arrangements that are filled are preferably designed in such a way that all four each provide the maximum intake capacity. This is because the overall throughput is limited when the first twin-screw arrangement can no longer draw in material. Then the total throughput is the throughput of the limiting twin screw arrangement multiplied by 4.
  • the feed zone can be designed as an assembly.
  • the retraction device advantageously has two assembly parts. These are referred to as catchment zone 1 and catchment zone 2.
  • the feed zone 1 follows downstream of the gearbox.
  • the feed zone 2 is then arranged downstream of the feed zone 1 .
  • the device for drawing in the material in the axial conveying direction has at least one input zone 1 and at least one drawing-in zone 2, each of which receives at least a partial flow of the material to be drawn in.
  • the feed zone 1 there are 4 double-shaft arrangements with processing elements, consequently 4 twin-screw arrangements are advantageous. These arrangements are advantageously designed in the shape of a quarter circle, ie they are located clockwise approximately at the 12 o'clock, 3 o'clock, 6 o'clock and 9 o'clock positions. These twin screw assemblies are located in a number of material feed zones.
  • the two twin-screw arrangements on the side are each filled with two partial flows of equal mass flow, referred to as partial flows 2 and 3, via the material feed zones 2 and 3. These material feed zones preferably overlap approximately the 3 o'clock position and the 9 o'clock position, as explained above.
  • the two lower shaft arrangements are also completely filled with the partial flow 1 via the material feed zone 1.
  • the material feed zone 1 preferably extends from the above-mentioned 12 o'clock position down to the 6 o'clock position. Due to the preferably axially offset arrangement of the feed zone 2 - more on this immediately - arise for the also axially offset material feed zones 1 and 4 and thus for the partial flows 1 and 4 two axially offset filling areas. As a result, the material of partial flow 1 can fall into the preferred 6 o'clock position and be drawn in there via the shaft arrangement.
  • the feed zone 1 has a downward continuous material feed zone 1—viewed perpendicularly to the longitudinal axis of the device—so that material falls down in the material feed direction and can be drawn in there by the at least one rotatable shaft, which accommodates a processing element.
  • a "wing element" front view of this component as in the drawing or similar with an infinite gradient
  • the shafts of the upper shaft arrangement ie for example the twin screw arrangement, are therefore present in this area and protrude into the open, preferably chamber-like space of the feed zone 1 . Since the filling area of the material feed zone 1 is upstream of the material feed zone 4 - to this immediately - it is also (together with the filling areas of the material feed zones 2 and 3) filled first.
  • the partial flow 1 should reach the lower filling area of the material feed zone 1 as unhindered as possible and must therefore fall past the waves protruding into the filling area, so that they do not lead to a stagnation of the partial flow.
  • components with a narrow configuration or small volume such as the proposed wing elements, are used so that they obstruct the path of the partial flow 1 as little as possible, but at the same time convey the material flow further downwards.
  • a pull-in aid is advantageously provided for this purpose at least in one of the lateral arrangements.
  • This can be a solid body or a slanted plate, or some other guide plate.
  • a component is also possible that is actively moved, in particular rotates in the same direction of rotation and thus forcibly feeds the material flow in question to the feed zone in question. In terms of material, any suitable material can be considered for this purpose.
  • the background is that the waves on one side turn upwards and the dosed product could be thrown out again. The partial flow is redirected to the downward rotating side by the intake aid on the corresponding twin screw.
  • the feed aid can also be a movable or driven component that can bring about a kind of forced conveyance of the material into the chamber.
  • a movable or driven component that can bring about a kind of forced conveyance of the material into the chamber.
  • Such an element is conceivable at all feed openings.
  • it can also be constructed like a cross or similar to a cell wheel sluice when viewed from the front.
  • the product flow can be further improved in this area by attaching a single-flight screw element with a narrow crest to the shaft below the feed aid.
  • this screw element can also have a thrust edge in order to further improve the conveying conditions.
  • Another pocket is advantageously attached to the feeding shaft with the processing element in order to further increase the feeding performance for materials with a low bulk density.
  • a first part of the pocket-shaped widening extends between the radially inner side of the cavity between the twin screw arrangement at the 9 o'clock position and the shaft crown, and another part of the pocket-shaped widening extends between the radially outer side of the cavity between the twin screws Arrangement at the 3 o'clock position and the shaft collar, so that when the extruder is operated, the surface of the processing elements of the shafts rotating in the same direction, which protrude into the respective part of the widening, move in the direction of the narrowing of the respective widening.
  • the lower shaft arrangement is already filled with the partial flow 1 intended for this.
  • the upper material feed zone 4 is now filled with partial flow 4.
  • the upper shaft arrangement with the equipped processing element proceeds from the upper material feed zone 4.
  • the shaft arrangements with the processing element, which leave this material feed zone, cause the partial flow 4 to be transported further.
  • the feed zone 2 in the axial direction downstream of the feed zone 1 has a material feed zone 4 limited to the upper area - viewed perpendicularly to the longitudinal axis of the device - so that material does not fall down in the material feed direction, and there in the upper area of the at least one rotatable Shaft, which receives a machining element, can be drawn in.
  • the two preferably laterally arranged material feed zones are further filled with the partial flows 2 and 3 in accordance with the above explanations for feed zone 1, so that the shaft arrangements with processing element emanating from these material feed zones ensure the onward transport of these partial flows.
  • the element below the pull-in aid can optionally also be designed with a narrow comb.
  • the at least one input zone 1 and the at least one intake zone 2 have a separating arrangement between the material feed zone 1, which is continuous downwards, and the material feed zone 4, which is not continuous downwards, in order to capture the different partial streams 1 and 4 as explained above.
  • the number of rotatable shafts that do not accommodate a processing element is the difference between N and ⁇ N. If, in the case of a twelve-shaft RingExtruder, 4 x 2 shafts are used for the feed of the twelve shafts in the feed area, they remain in the device to pull in four unused shafts. As explained, these only become active downstream in the distribution element or in the actual extruder machine for further treatment or processing of the material.
  • These shaft arrangements which are not equipped with a processing element in the area of the insertion device, must be covered, which can be done, for example, by a sleeve or a spacer element that is as thin as possible.
  • a stop element on the shafts downstream of the feed zone.
  • the shafts are usually provided with involute gearing to transmit the torque.
  • the spacer elements then also serve as an axial stop for the elements. The elements are placed on the shafts and axially fixed with the tip and braced against the stop element.
  • the core support is conventionally a splined support shaft that runs through the longitudinal axis of the extruder machine.
  • the core carrier usually consists of a carrier shaft plus pushed-on core segments, if necessary, with the connection of the core cooling. Since the core carrier would oppose the material flow 1 to the lower shaft arrangement of the material feed zone 1 in the feed zone 1, it must end and be guided downstream of the feed zone 1, otherwise the product can only fall down with difficulty or not at all. This can also be done in an intermediate plate. If core cooling is required, water connections can be placed in the area before the opening for the upper two shafts begins, or into this separate intermediate plate.
  • the feed device preferably includes a distribution element downstream of the feed zone in the material transport direction, which feeds the material emerging from the feed device to all shafts with processing elements of the actual extruder machine.
  • the distribution element can be designed in a manner known per se.
  • the product is then distributed, e.g. by relatively wide profile discs, on the closed ring of the RingExtruder, the so-called ring distribution zone.
  • the following elements can also be used as distribution elements in the circumferential direction: hedgehog elements or wide or very wide kneading disks from which a comb has been removed.
  • the invention is not limited to an embodiment described above.
  • the device for drawing in a twelve-shaft extruder can also be designed in such a way that it takes up three sub-streams of the material of the same size as defined above in three material feed zones and three shaft arrangements from each of these material feed zones, each provided with a processing element for the onward transport of these material flows come off
  • the feed device can also be designed for an eight-shaft ring extruder.
  • it can accommodate, for example, two material feed zones for receiving 2 partial flows of the material of the same size as defined above.
  • two 3-shaft arrangements with a total of six shafts, each provided with a processing element for the further transport of these material streams, can depart from these zones, so that the material zones and outgoing shaft arrangements can be located, for example, in the 1 o'clock to 5 o'clock position and the 7th - o'clock to 11 o'clock position can be arranged.
  • an infeed device in which the number N of rotatable shafts is at least six and in which the device has N/2 single-shaft arrangements which receive a processing element and which branch off from N/2 material feed zones.
  • an infeed device in which the number N of rotatable shafts is at least eight and in which the device has at least two shaft arrangements which accommodate a processing element and which extend from at least two material feed zones.
  • an infeed device in which the number N of rotatable shafts is at least ten and in which the device has at least two shaft arrangements which accommodate a processing element and which extend from at least two material feed zones. Also according to the invention is an infeed device in which the number N of rotatable shafts is at least twelve and in which the device has at least three shaft arrangements which receive a processing element and which extend from at least three material feed zones.
  • the number of material feed zones and the number of shaft arrangements extending from them, which are equipped with a processing element can in principle be freely selected.
  • the specialist will take into account parameters such as the amount of material, space requirements, costs, size of the system and material properties. According to the inventors, however, the design of the feed device shown above with four material feed zones and 4 x 2 shafts with a processing element for a twelve-shaft ring extruder is particularly advantageous because there is an excellent balance between the product quality achieved and the effort involved in evenly distributing the torque.
  • the above-described device for drawing in is supplemented by a dosing device arranged upstream of it.
  • the total flow is defined and controlled by the dosing device. This can be done both gravimetrically and volumetrically.
  • the partial flow is directed onto a vibrating chute with a gradient.
  • the material is evenly distributed over the width of the channel by appropriately adjusted transverse vibration.
  • the product is conveyed further by means of an adjustable gradient and can be removed at the end of the chute in the required partial streams and forwarded to the feed chambers.
  • the partial flow is passed over a channel formed by a partially porous floor. Air is blown through the bottom so that the product fluidizes on the chute and is evenly distributed across the width of the chute like a liquid. Due to an adjustable gradient, the material is conveyed back towards the end of the chute and can be removed in the partial flows and forwarded to the feed chambers.
  • a further embodiment envisages directing the partial flow through a bent piece of pipe, which can be set in rotation by a motor or by the gravity of the product. If the rotation is fast enough, again a quasi-continuous partial flow on a ring. This stream can again be easily picked up in circular segments and fed to the feed zones.
  • the funnel is subdivided into symmetrically constructed sub-segments. Each sub-segment has a variable opening at the bottom. The cross-section of this opening is opened and closed simultaneously for all sub-segments. This can also be done by regulation.
  • a special gravimetric dosing device can also be considered. This has a hopper with several identical discharge screws. For the construction with 4x2 shafts, for example, these are 4 pieces. These are jointly driven by a motor with identical speed. In this way, several equally large mass flows are generated in a controlled manner.
  • a further variant is a modified gravimetric vibrating dosing device in which the width of the chute on the discharge chute is used to divide the product flows.
  • the bulk material to be treated or processed is regularly trickling, rolling, sliding or similar material. Since the material is or contains bulk goods, its consistency and properties cannot generally rule out the possibility that the material will slip off the face of the actual extruder machine, which includes the shaft arrangements equipped with processing elements, which in turn will contribute to this , that the shaft arrangements again have to absorb more, at least more difficult to control, torque.
  • the area of the infeed device which includes the material feed zones, in which essentially the same partial material streams of the total flow of material to be inducted, which can be defined in terms of mass flow, can be accommodated and in which the shaft arrangements emanating from these material feed zones are configured, the infeed, possibly to bring about the onward transport of the partial flows, designed in such a way that the adhesion to the housing wall and/or the processing elements of the device and/or the sliding resistance and/or the slip resistance of the material can be changed.
  • Changeable is to be understood as meaning that the adhesion of the material is influenced in such a way that its adhesion to the housing wall and/or the processing elements of the feed device and/or the sliding resistance and/or the slip resistance of the material on the housing wall and/or the processing elements can be adjusted in the sense of being adjustable, steerable, controllable, so that the material can be supplied in a targeted and definable manner for further processing or further processing by the actual extruder machine.
  • this device for drawing in should be designed in such a way that the adhesion of the material to the housing wall and/or the processing elements and/or the slip resistance and/or the slip resistance of the material can be increased.
  • the material comprising bulk material more adhesive, for example more sticky, more pasty or generally more liquid or more wetting.
  • the sliding and / or slip resistance, or the surface finish of the bulk material having, or its adhesion properties by means of Distribution element or accomplished functionally in connection with the distribution element.
  • the surface of the RingExtruder which comes into contact with the partial streams of material containing bulk material after they have exited the device for intake, is designed in such a way that their sliding and/or slip resistance is increased.
  • a core idea is therefore to introduce the total material flow in accordance with the above explanations into partial flows of equal size defined in terms of mass flow and to introduce these partial flows into shaft arrangements having processing elements, to transport them further by means of these and to process the material containing bulk material in this area of the infeed device in such a way that its Liability and / or its sliding and / or slip resistance changed, is advantageously increased.
  • multi-shaft ring extruders - and here in particular twelve-shaft ring extruders - are preferred, so that the devices for feeding in that are tailored to these ring extruders are also regarded as preferred.
  • one solution is to melt the surface of the material.
  • the melting can be done in different ways.
  • these shaft arrangements can be used for melting or at least partial melting, or they can be conveyed unmelted into a ring distribution zone, which represents a closed ring. It is particularly advantageous if the material in this section of the shaft arrangements mentioned is made "sticky".
  • the melting or partial melting in this section has the advantage that the material develops at least such high adhesive forces that gravity can be neglected , ie the material does not sink, does not trickle down or at least only to a very limited extent.
  • the partial melting can also advantageously be achieved in that instead of or in addition to screw elements, kneading elements are also installed in the intake device, which input energy as a result of their rotation.
  • Another advantageous way is that a sufficient heat output is applied to the material via the housing of the device for feeding or the heat required for melting or fusing is generated around the housing and is supplied to the material by freely selectable, suitable means.
  • These last two options are advantageous because the shaft arrangements used for drawing in and transporting the partial streams onward and having processing elements are then hardly or not at all loaded with additional torque.
  • the housing should advantageously be made long enough for this process. Dimensions of 2-12 L/D, where L stands for length and D for diameter, are well suited for this.
  • the melting can advantageously be carried out either by a suitable screw arrangement or also by heat conduction.
  • the section of the device for drawing in which accommodates the shaft arrangements with processing elements, should be very well thermally insulated against the inlet and then intensively heated. This can be done by heating cartridges or inductively.
  • a further solution consists in supplying a fluid, especially a liquid, which can be done, for example, by injecting, spraying, steaming, spraying, misting water or other suitable measures. As with the above-mentioned measures, this also has the effect that the material adheres somewhat, so that it also does not slide down so easily on the front side of the extruder machine described above. Because this creates a liquid film that prevents the material from slipping off the housing wall and/or the screw elements.
  • the material is then z. B. distributed by relatively wide profile discs on the closed ring, ie the ring distribution zone of the RingExtruder.
  • the following elements can also be used as distribution elements in the circumferential direction: hedgehog elements or wide or very wide kneading disks from which a comb has been removed.
  • complete melting then takes place on all, for example, 12 shafts using all shafts. If the material is transported to the ring distribution zone (closed ring) completely unmelted, it must be completely distributed in the ring there very carefully. It is important to prevent trickling or falling or slipping back due to gravity, as well as further unchecked slipping in the circumferential direction due to gravity.
  • - kneading elements If - as mentioned as an example - kneading elements are used, they form a closed chamber between their narrow outer end face and the inner wall of the cavity receiving them in certain angular positions, in which the material is squeezed.
  • the melting zone is usually formed by several kneading blocks and a kneading block usually consists of approx. 5 kneading disks, there are a larger number of rotational positions in which the suspected unfavorable situation arises.
  • the elements are executed relatively short (1/4 to 1L/D).
  • L means length and D means diameter of the elements.
  • the gradient is relatively large, eg > 3 D .
  • the Screw elements are used for both conveying and return conveying.
  • the length-to-pitch ratio is ideally selected so that the elements are aligned with a tooth or a tooth gap on both sides when using a splined shaft.
  • Short, 2-disk, modified kneading elements with a disc offset of 90 degrees are provided between the elements.
  • the elements can be varied or combined with one another.
  • the elements can additionally have an additional recessed area in the direction of rotation on the pushing flank and thus on the comb corner, in order to prevent the effect described above.
  • the screw elements can also be provided with a ring on the front and set at a 90° offset.
  • the properties of the bulk material are influenced from a procedural point of view while it is being fed into a multi-screw extruder in that its adhesion -and/or the sliding resistance- and/or or the slip resistance of the material is changed and a device according to one or more of Claims 1 to 6 is used for this purpose.
  • the adhesion and/or the sliding resistance and/or the slip resistance of the material is preferably increased and a device according to one or more of Claims 1 to 6 is used for this purpose.
  • the surface quality of the material is preferably changed. Even more preferably, the surface finish is increased.
  • the method is designed in such a way that the material is partially melted or melted or fluid is supplied to it.
  • the method can also be carried out in such a way that thermal power is applied to the material via the housing of the device for feeding in or that the heat required for melting or fusing is generated around the housing and supplied to the material by a means.
  • Figure 1 shows a cross section through a prior art ring extruder perpendicular to its longitudinal axis
  • FIG. 3 shows a cross section analogous to FIG. 2 through a device according to the invention for feeding a ring extruder with a feed according to a feed zone 1
  • FIG. 4 shows a cross section, analogous to FIG. 3, through a device according to the invention for feeding a ring extruder with a feed according to a feed zone 2;
  • FIGS. 5a to 5f show a three-dimensional representation of the assemblies of the feed device
  • 6 with FIGS. 6a and 6b shows a basic sketch of the entire device in the assembled state
  • FIG. 7 shows an example of a melting zone consisting of two-disk kneading elements with an offset angle of 90 degrees and conveying elements with a large incline, both rising to the right and to the left.
  • FIG 1 is a cross section perpendicular to the axial conveying direction A through the multi-screw extruder in the configuration of a twelve-screw ring extruder.
  • the twelve shafts 4, 4', 4", 4'" ... are arranged in a ring and form a ring 3. According to FIG 4, 4', 4", 4"' ... run in the axial conveying direction. All the shafts 4, 4', 4", 4"' are connected to the upstream gearing of the extruder machine (not shown).
  • Each shaft 4, 4', 4", 4"' ... carries processing elements 9 connected to it in a rotationally fixed manner, such as screw elements, kneading elements or combinations thereof (not shown).
  • the shafts 4, 4', 4", 4"' ... rotate in the same direction in a clockwise direction, which is expressed by the arrows to the reference symbol D.
  • the shaft ring 3 is located in a cavity (not shown) arranged in the circumferential direction U, provided with a double arrow (cf. FIG.
  • the processing elements 9 of adjacent shafts 4, 4', 4", 4"'... mesh with one another with little play, that is to say largely tightly.
  • the housing wall 5 is on the inside and the axially running inner core 6 provided on its outside with axis-parallel, concave circular segments 10 and 11 respectively. In cross section, the inside of the housing wall 5 and the inner core 6 are thus formed in the shape of a rosette from concentric circular segments 10 and 11 , the center of which lies in the cylindrical surface of the rim 3 .
  • Fig. 2 shows a cross section through the feed device 1 for a ring extruder of Fig. 1 in the area of its feed Basic structure of the extruder machine according to the above explanations for Fig.l:
  • the twelve shafts 4, 4 ', 4', 4' '... are arranged in a ring and form a ring 3.
  • the shafts 4, 4', 4", 4'”... rotate in the same direction in a clockwise direction, which is expressed by the arrows to the reference symbol D.
  • the inside of the housing wall 5 is provided with axially parallel, concave circular segments 10 and 11 .
  • the inner core 6 is passed through this area as are the shafts 33'.
  • these shafts 33 are, in this exemplary embodiment, only those which are identified as a double-shaft arrangement with 7, 7′. According to this exemplary embodiment, these are a device four pairs (4 x 2) shafts, i.e. 8 shafts, for drawing in 1.
  • the remaining four shafts 33 each have no processing element; although they are arranged equally in a cavity 2 and also rotate, they fulfill the requirements - as described below for the exemplary embodiment explained in Fig. 3 and 4 - in relation to the inventive collection of the bulk material is irrelevant and are therefore in principle also arranged in the device for collection 1 running, because functionally a connection of the stream has to be produced on arranged gears with all shafts 4, 4', 4", 4"'... of the extruder machine having processing elements 9.
  • these shafts 33 can be equipped with simple spacer sleeves so that they act as an axial stop element for the processing elements that are pushed on downstream in the RingExtruder can serve.
  • Fig. 3 shows a cross section, analogous to Fig. 2, through a device for feeding 1 according to the invention in an exemplary embodiment for a ring extruder with a feed according to a feeding zone 1.
  • Fig. 4 shows a cross section, analogous to Fig. 2, through a device for feeding 1 according to the invention in an embodiment of a RingExtruder with a feed according to a feed zone 2.
  • Both feed zones 1 and 2 are subassemblies of the device for feeding 1 and are arranged one behind the other in the axial conveying direction of the material, with feed zone 1, identified by the reference number 17, being arranged upstream in the direction of the gearbox or functionally downstream of the dosing device 22 (not shown) and with then downstream is the intake zone 2, identified by the reference numeral 18, which in turn is connected via a 4x2 element from Figure 2 and, if necessary, via a distribution element (not shown) to the shafts 4,
  • the retraction device 1 has a number IM of rotatable shafts 4, 4', 4", 4"'... - in this exemplary embodiment there are twelve - which are located in a number of cavities 2 (cf. Fig. 2) are arranged.
  • the number N of rotatable shaft arrangements corresponds to the number of shafts 4, 4', 4", 4'"... of the multi-shaft or RingExtruder machine shown in Figure 1; there are also twelve shafts 4, 4', 4", 4"'... in this embodiment.
  • Each individual shaft 4, 4', 4", 4"'... runs parallel to the axial direction A, cf. FIG. RingExtruders.
  • the device for feeding in 1 is designed for feeding in at least two substreams of the material to be fed in, which can be defined in terms of mass flow and are essentially the same. In the embodiment like. 3 and 4 there are four partial flows 13', 14', 15', 16'. The bulk material is fed in the feed direction shown by the arrow 12 .
  • the rotatable shafts 4, 4', 4", 4'”... in the feeder device 1, which are used for the onward transport of the equally large partial flows 13', 14', 15', 16' in the feeder device 1 and for distribution of the partial flows in the multi-shaft or ring extruder are each equipped with a processing element 9 .
  • the rotatable shafts 4, 4', 4", 4'"... in the intake device 1, which are not required for the onward transport of the partial flows of equal size in the intake device and for the distribution of the partial flows in the multi-shaft or
  • RingExtruders are not equipped with a processing element.
  • the number of rotatable shafts 4, 4′, 4′′, 4′′′... in the infeed device, which accommodate a processing element 9, is therefore ⁇ IM and is eight in the exemplary embodiment shown when looking at FIGS. 3 and 4 together
  • the number of rotatable shafts 4, 4′, 4′′, 4′′′′... which do not accommodate a processing element is consequently the difference between N and ⁇ N; it is four in the exemplary embodiment shown.
  • the device for drawing-in has four material feed zones 1 to 4, which are each marked with an arrow 13, 14, 15, 16. These are designed like chambers (not shown).
  • the material feed zones 1 to 4 lead to at least one rotatable shaft arrangement 4, 4', 4", 4"'... each having a processing element, namely to the double shaft arrangements 7, 7' with processing elements 9.
  • each material feed zone a sub-stream of the total flow of the material to be drawn in, which can be defined in terms of mass flow and is essentially the same, can be accommodated.
  • a twin-shaft arrangement with a respective processing element e.g. a twin-screw arrangement, represents a shaft arrangement in the above-mentioned sense.
  • twin-screw arrangements are advantageous.
  • these arrangements are in the form of a quarter circle, ie they are located clockwise approximately at the 12 o'clock, 3 o'clock, 6 o'clock and 9 o'clock positions.
  • the material feed zone 1 extends from the above-mentioned 12 o'clock position down to the 6 o'clock position. Due to the axially offset arrangement of the feed zone 2; 18--more on that immediately--two axially offset filling areas are created for the likewise axially offset material feed zones 1 and 4, reference numbers 13, 16, and thus for the partial flows 1 and 4, reference numbers 13', 16'. As a result, the material of the partial flow 1 can fall into the preferred 6 o'clock position and there via the shaft arrangement 4, 4'...; 7, 7' are drawn in.
  • the feed zone 1 has a material feed zone 13 that runs downwards—viewed perpendicularly to the longitudinal axis of the device—so that material falls down in the material feed direction 12 and there falls off the rotatable shaft arrangement 4 . 4 ′ ..; 7, 7', which accommodates two processing elements 9, can be retracted.
  • the shaft arrangement with the processing element that proceeds from this material feed zone causes the partial flow to be transported further.
  • the partial flow 1, assigned 13' should reach the lower filling area of the material feed zone 1 as unhindered as possible and must therefore fall past the waves protruding into the filling area, so that they do not lead to a jam of the partial flow.
  • components with a narrow configuration or small volume, infinite pitch, such as the proposed vane elements 8 are used so that they obstruct the path of the partial flow 1 as little as possible.
  • the number of rotatable shafts 4, 4', 4", 4'"... that do not accommodate a processing element 9 is the difference number from N and ⁇ N.
  • N and ⁇ N the difference number from N and ⁇ N.
  • These do not have an edit item in the range up to and including
  • the shaft arrangements 4, 4′, 4′′, 4′′ equipped with the 4 ⁇ 2 component according to FIG. 2 must therefore be covered, which can be done, for example, by a sleeve or a spacer element that is as thin as possible (not shown).
  • a pull-in aid 19 is provided in one of the lateral arrangements.
  • the product flow is further improved in this area by plugging a single-threaded screw element 21 with a narrow crest onto the shaft below the intake aid 19.
  • This element can also have a thrust edge on the pushing flank (not shown)
  • another pocket 20 is attached to the drawing-in shafts 4, 4', .
  • the pockets are drawn in on the left and right; they form the distance between the horizontal snail crest of the shaft below and the housing wall to the right.
  • a pocket-shaped widening 20 extends in the feed zone 14 between the radially inner side of the cavity and the corrugated ring 3, and in the feeding zone 15 there is a pocket-shaped widening 20 between the radially outer side of the cavity and the corrugated ring 3 , so that when the extruder is operated, feed pockets are formed on the side of the downward rotating side of the screw with tapering in the direction of the upward rotating side of the screw (each on the left).
  • the feed zone 2 has a material feed zone 4--viewed perpendicularly to the longitudinal axis of the device--limited to the upper area, so that material does not fall down in the material feed direction, and there in the upper area of the rotatable shaft Arrangement that accommodates a processing element, can be drawn in and transported further.
  • the three-dimensional representation of the device for collection can be seen in the sub-figures 5a -5f their assemblies.
  • the housing 23 has a feed ring 28 for accommodating the shaft arrangements as a conclusion of the device on the transmission side.
  • the intake ring 28 shown at the front is upstream in the direction of the dosing device 22 (not shown). This is followed downstream by the feed zone 17 shown in FIG. 5b in accordance with the description given for FIG.
  • the material feed zones 13, 14, 15 can be seen, as can the receiving shape for the shaft arrangement 7, 7' at the lower end of the material feed zone 13'.
  • the separating arrangement 24, which is shown as a circular plate in the exemplary embodiment in FIG. 5c, follows downstream in the flow direction of the material flow. This separates the assemblies of feed zone 1 and feed zone 2 from each other.
  • the special feature of the separating arrangement 24 is its partial covering area 29, which covers the upper area of the material feed zone 16' of the feed zone 2 shown in FIG. 5d. This causes the like for inclusion in the material feed zone 13. 5b provided partial flow 13' can slip down into the shown 6 o'clock position and the shaft arrangement 7, 7' shown there can reach, consequently not through the in the feed zone 2, denoted by 18; subsequent material feed zone 16 is prevented from slipping through, this material feed zone 16 being spatially and geometrically restricted to the upper area as described above and shown in FIG. 5d.
  • Fig. 5d shows the feed zone 2 labeled 18, labeled 1, 18.
  • the lateral material feed zones 14, 15 and the central material feed zone 13 can be seen, which are therefore arranged continuously in both feed zones 1 and 2 and are also not separated from one another by the separating arrangement 24 are separated, as shown by the corresponding passages in Fig. 5c, leaving the partial flows 13', 14', 15' free.
  • the through-openings 32 are only used for rotating the support shafts. The free spaces are closed by spacer rings with the outer diameter of the screw. A passage of material is thus prevented.
  • the 4 ⁇ 2 shaft section shown in FIG. 5e according to FIG. 2 follows downstream.
  • the 4 double-shaft arrangements 7, T are each filled with the same amount of material flows 13', 14', 15', 16' (not shown). In the areas 33, the waves only pass through, but transmit no material flow torque.
  • the distribution element 30 shown in FIG. 5f Downstream is the distribution element 30 shown in FIG. 5f, which has a corresponding number of openings through which all partial flows from the intake device 1 can flow via the ring 3 of the shaft arrangements 4, 4', 4", 4'. " 7, 7' of the actual extruder machine for further treatment or processing, with a twelve-shaft ring_extruder_configuration being shown in FIG. 5f by way of example.
  • FIG. 6 shows, together with Figs. 6a and 6b, a schematic diagram of the entire device 25 in the assembled state, with the feed zones 1 and 2 designated 17, 18 being shown in an "open" manner without a feed aid and without screw elements and a reduced-volume element .
  • the direction of flow is downstream and is marked with an arrow F.
  • 7 shows tightly intermeshing screw elements 26 including a left-handed element with a large pitch 27 .

Abstract

Vorrichtung zum Einzug (1) eines Schüttgut aufweisenden Materials, insbesondere eines pulverförmigen, körnigen, rollenden oder flockigen Materials, das der Vorrichtung zum Einzug (1) über wenigstens ein Dosiergerät (22) zugeführt wird, und das in einem Mehrwellen-Extruder weiter bearbeitet wird, wobei die Vorrichtung zum Einzug (1) eine Anzahl N rotierbarer Wellen (4, 4', 4", 4'",...) umfasst, wobei jede einzelne Welle (4, 4', 4", 4'",...) in einem Hohlraum (2) parallel zur Axialrichtung (A) des Mehrwellen-Extruders verläuft, die Vorrichtung zum Einzug (1) ausgestaltet ist zum Einzug von wenigstens zwei massenstrommäßig definierbar im wesentlichen gleichen Teilströmen (13', 14', 15', 16') des einzuziehenden Materials, wobei jeder Teilstrom (13', 14', 15', 16') jeweils einer Materialzuführzone (13, 14, 15, 16) zuführbar ist, von der jeweils eine rotierbare Wellen-Anordnung (4, 4', 4", 4'", 7, 7') abgeht, die ausgestaltet ist, den Teilstrom (13', 14', 15', 16') einzuziehen, die ein Bearbeitungselement (9) aufnimmt, zuführbar ist. Dosiergerät (22) zur Zuführung eines Schüttgut aufweisenden Materials, insbesondere eines pulverförmigen, körnigen, rollenden oder flockigen Materials, an eine Vorrichtung zum Einzug (1), wobei das Dosiergerät ausgestaltet ist, den Material-Gesamtstrom in massenstrommäßig definierbare, wenigstens zwei im wesentlichen gleiche Teilströme (13', 14', 15', 16') des einzuziehenden Materials für jede der Materialzuführzonen (13, 14, 15, 16) der Vorrichtung zum Einzug (1) zuzuführen.

Description

Vorrichtung zum Einzug eines Schüttgut aufweisenden Materials und Dosiergerät sowie Verfahren zur Herstellung einer Formmasse mit verbesserten Eigenschaften
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Einzug eines Schüttgut aufweisenden Materials nach Anspruch 1 und ein Dosiergerät nach Anspruch 19 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Formmasse mit verbesserten Eigenschaften nach Anspruch 28.
Innerhalb der letzten Jahre hat sich die Technologie des Mehrwellen-Extruders etabliert. Vor allem Extruder mit mehreren kranzartig oder kreisartig angeordneten Wellen, die alle mit jeweils zwei benachbarten Wellen kämmen, wie z.B. der zwölfwellige RingExtruder zeichnen sich durch besonders hohe Durchsätze und enge Verweilzeitspektren aus. Besonders vorteilhaft lassen sich Schüttgüter mit hoher Schüttdichte, wie z.B. Granulat, verarbeiten. Die Bearbeitungselemente werden dabei durch Schnecken gebildet und die Materialzufuhr erfolgt über eine Öffnung in dem Gehäuse. Die die Schnecken tragenden Wellen bilden einen Kranz. Durch die Vielzahl der Wellen besitzt eine solche Vorrichtung eine wesentlich grössere Volumen-Durchsatzleistung als z. B. eine Doppelschnecke. Wenn die Schnecken als dichtkämmendes Abstreifprofil ausgeführt sind, wird mit einer solchen Vorrichtung ein enges Verweilzeit- Spektrum gewährleistet und ein hoher Selbstreinigungseffekt erzielt. Solche Mehrwellen-Extruder, insbesondere RingExtruder, sind in ihrem Aufbau und in Funktion und Arbeitsweise bekannt. Ein solcher Mehrwellen- bzw. RingExtruder ist beispielsweise in der DE 196 22 582 Al und in der EP 1 332 034 Al beschrieben, wobei die letztere Druckschrift eine Lösung zum verbesserten Einzug von flockigem Material beschreibt. Der Aufbau und die prinzipielle Verfahrensschrittabfolge einer solchen RingExtruder-Gesamtanlage ist beispielsweise in der DE 10 2015 120 583 Al beschrieben.
Der Mehrwellen-Extruder, insbesondere der RingExtruder, hat durch seinen geometrischen Aufbau das Potenzial zu wesentlich besseren Produktqualitäten als eine als Doppelschnecken-Extruder bekannte Maschine, was beispielsweise in den Patentanmeldungen WO 2020 048 750 Al und WO 2020 120 119 Al zum Ausdruck kommt.
Mehrwellen-Extruder werden in der Praxis so bezeichnet, um sie von Einwellen- Extrudern und Zweiwellen-Extrudern bzw. Doppelschnecken-Extrudern abzugrenzen, obwohl letztere auch über mehr als eine einwellige Ausgestaltung verfügen; gleichwohl hat sich der Begriff des Mehrwellen-Extruders zur Umschreibung von Extrudern, die drei Wellen und darüber hinaus weitere Wellen
1
BESTÄTIGUNGSKOPIE aufweisen, etabliert. Dieser Terminologie wird im Rahmen dieses Dokuments gefolgt.
RingExtruder sind solche Extruder, die die Mehrwellen kranzförmig oder ringförmig anordnen. Sie kommen im Anmeldezeitpunkt insbesondere als sechswellige, achtwellige, zehnwellige oder zwölfweilige Extruder zum Einsatz, auch wenn RingExtruder mit mehr als zwölf Wellen, beispielsweise mit 16 Wellen, bekannt sind.
Problemstellung:
Grundsätzlich gewährleistet die Bauform des Extruderzylinders sowie der Schneckengeometrien ein Maximum an Flexibilität hinsichtlich der Materialzugabestellen. Feststoffe unterschiedlichster Partikelgröße und -form oder auch Materialmischungen werden dem Prozessraum als Schüttgut gemeinsam oder getrennt über das Einzugsgehäuse, in der Anordnung das erste Gehäuse des RingExtruders, zugeführt. Ergänzend oder alternativ kann Material auch über ein am Einzugsgehäuse installiertes und/oder ein seitlich positioniertes Anbauaggregat, dem Dosiergerät oder Sidefeeder, an einem der weiter stromab angeordneten Gehäuse zugeführt werden.
Trotz der systemimmanenten Vorteile von Mehrwellen- bzw. RingExtrudern bedeutet deren Betrieb die Bewältigung von komplexen Verfahrensgegebenheiten. Zu diesen gehören insbesondere drehmomentbezogene Aspekte. So ist bei dem Betrieb von Mehrwellen- bzw. RingExtrudern feststellbar, dass bei der Rotation ihrer Wellen während der Bearbeitung Materials Unterschiede im Drehmoment, das bei den jeweiligen Wellen anliegt, bestehen.
So können durchaus Unterschiede im mittleren Drehmoment der einzelnen Wellen von 40-50% vorliegen. Ebenfalls erkennbar ist das periodische Schwanken des Drehmoments an jeder einzelnen Welle. Überprüfungen haben ergeben, dass pro Schneckenumdrehung zwei Spitzenwerte, im Fachjargon Peaks genannt, auftreten und die Peaks jeweils entsprechend der Winkelposition der Welle auf dem Kreisring der Mehrwellen- bzw. RingExtruder-Wellen-Anordnung phasenverschoben sind.
Das bedeutet im Ergebnis spiegelbildlich, dass das Drehmoment, welches der Antrieb zur Verfügung stellen könnte, aufgrund des oben beschriebenen Sachverhaltes nur deutlich reduziert ausgenutzt werden kann, da ansonsten die Anlage durch die Überwachung der einzelnen Wellenmomente aufgrund Überlast an der betreffenden Welle abschalten würde.
Das beispielhaft dargestellte Problem zeigt sich mehr oder weniger ausgeprägt, bei allen Produkten die dem Mehrwellen- bzw. RingExtruder als Schüttgut zugeführt werden und die im Extruder einem Schmelz-, Mastifizier- oder Plastifiziervorgang unterliegen. Das Problem tritt nicht auf, wenn die Maschine flüssig beschickt wird, d.h. wenn der Schmelzvorgang ausserhalb des Extruder, z. B. durch Fasspresse oder Seitenextruder, erfolgt. Bei nicht schmelzenden, rollenden Produkten, wie Gummi/Kautschuk, ist das dargestellte Problem auch vorhanden, wenngleich ersichtlich, zumindest, was das Problem der Peaks anbelangt, weniger ausgeprägt.
Um bessere Produktqualitäten und höhere Durchsätze zu erreichen, ist es notwendig, dass die zur Verfügung stehende Antriebsleistung bzw. das Drehmoment maximal genutzt wird. Eine höhere Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Drehmoments bedeutet nämlich weniger Spitzenbelastung des Produkts und damit eine schonendere Behandlung.
Genauer betrachtet, gibt es für die oben dargestellten Probleme zwei verwandte Themenkreise, die unterschiedlich adressiert werden müssen.
Problemaspekt 1:
Zunächst ist es sehr schwierig, das zugeführte Produkt gleichmässig auf alle Wellen eines Mehrwellen- bzw. RingExtruders, insb. eines Zwölf-Wellen- Ring Extruders, zu verteilen. Ein Zwölf-Wellen-RingExtruder beispielsweise verfügt über eine so hohe Antriebsleistung, dass bei einer ungleichmässigen Verteilung der an den jeweiligen Wellen anliegenden Drehmomente die Wellen beschädigt oder gar zerstört werden können. Die ungleichmässige Verteilung des Drehmoments zwischen hoch und niedrig belasteten Wellen kann durchaus 50% und darüber hinaus betragen. Da alle Wellen einzeln im Drehmoment überwacht werden (müssen), wird das maximal nutzbare Drehmoment durch jede Ungleichverteilung reduziert. Ein niedrigeres Drehmoment bedeutet aber, es wird für einen gegebenen Durchsatz eine höhere Drehzahl benötigt, was wiederum die Produkttemperatur, das Auftreten von Scherspitzen und damit die Produktquaiität negativ beeinflusst. Dies gilt als Konsequenz auch für den nachfolgend angesprochenen Problemaspekt 2.
Problemaspekt 2:
Bei der schnellen Drehmomentmessung im Millisekunden Bereich hat sich gezeigt, dass bei jeder Umdrehung einer mit einem Bearbeitungselement ausgerüsteten Welle zwei Drehmoment-Peaks auftreten, die insbesondere bei dem Mehrwellen- bzw. RingExtruder zu einer Erhöhung der benötigten Sicherheitsfaktoren in Getriebe und Tragwellen führen. Diese Peaks sind bei herkömmlichen, nämlich langsameren, Messungen bei Doppelschnecken- Extrudern nicht Fokus des Interesses gewesen, weil bei diesen Messungen eine Mittelung des Drehmoments über einen gewissen Zeitraum vorgenommen wurde. Hierdurch „verschwindet" die sehr kurzfristige Schwankung des Drehmoments quasi in dem gemittelten Wert. Die eingerechneten Sicherheiten, z.B. gegen Dauerbruch, sowie die Einstellwerte der Sicherheitskupplungen müssen diese Schwankungen aber indirekt berücksichtigen. Hierdurch wird im Ergebnis die Leistungsfähigkeit der Extruder reduziert. Dieses Phänomen der Drehmoment- Peaks tritt aber prominent auch bei den Mehrwellen- bzw. RingExtrudern auf.
Ausgehend von diesem jeweiligen Nachteil stellt sich deshalb das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem, die Produktqualität weiter zu verbessern. Gelöst wird dieses Problem mit einer Vorrichtung gemäss den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einer Vorrichtung gemäss den nebengeordneten Merkmalen des Anspruchs 19 und des nebengeordneten Verfahrensanspruchs 28. Die Gesamtkombination der Vorrichtung gemäss den Ansprüchen 1 und 19 ist in Anspruch 27 beansprucht. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen niedergelegt.
Infolge der Lösung ist es möglich noch stärkere Getriebe, weiche getriebetechnisch möglich wären, sicher einzusetzen, was wiederum Durchsatz und Qualität weiter verbessert. Dadurch kann ein Kunde sich darauf beschränken, eine an sich kleinere Extruder-Maschine zu erwerben.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass man das zu verarbeitende Material schonender aufbereiten kann, weil die Extruder-Maschine mit einem höheren Drehmoment "gefahren" werden kann. Hierdurch lässt sich die Drehzahl entsprechend niedriger einstellen. Trotzdem erhält der Betreiber der Extruder- Anlage den gleichen oder nahezu gleichen Durchsatz. Dies führt zu einer niedrigeren Schmelztemperatur, so dass auch weniger Temperaturspitzen zustande kommen. Diese Errungenschaften werden umso bedeutender, je hochwertiger der zu verarbeitende Materialwerkstoff ist, was beispielsweise für Polycarbonat zutrifft.
Mit der vorliegenden Erfindung wird der Problemaspekt 1 der Spreizung der Drehmomente gelöst. Der Begriff der Spreizung bezieht sich auf die Kurvenschar die entsteht , wenn man die Drehmomente der etwa 12 Wellen zusammen in einem Diagramm aufträgt.
Mit der vorliegenden Erfindung wird auch der Problemaspekt 2 der Unterschiedlichkeit des Drehmoments bei jeder Umdrehung der Welle gelöst.
Lösung Problemaspekt 1
Es wurden hierzu schon verschiedene Konzepte mit geänderten Einzugsgeometrieen und Schneckengeometrien eingesetzt. Ein Beispiel hierfür ist die bereits erwähnte EP 1 3332 034 Al. In der EP 1 332 034 Al wird in Fig.4 sogar eine Variante mit einer entfernten Welle gezeigt, allerdings kann in dem Fall stromab der Einzugszone nicht wieder ein geschlossener Ring gebildet werden, da im Einzugsgehäuse im Bereich der Zuführung für den inneren Ring sonst der Antrieb der fehlenden Welle erfolgen müsste.
Zur Lösung des Problemaspekt 1 wird eine Vorrichtung zum Einzug mit einer geänderten Einzugszone für den Mehrwellen- bzw. RingExtruder vorgeschlagen. Die Einzugszone ist das Bauteil oder die Baugruppe, die das in einem funktionell vorgelagerten Dosiergerät dosierte Material dem Extruder zuführt, sodass es sich in den die Wellen aufnehmenden Hohlräumen befindet. Diese Einzugszone kann aus einem einzelnen Gehäuse bestehen oder aus mehreren Bauteilen aufgebaut sein. Die Kernidee ist, dass die Vorrichtung zum Einzug so ausgestaltet ist, dass es möglich ist, den Gesamt-Materialstrom aufzuteilen in eine Anzahl definiert massenstrommäßig gleich großer Teilströme. Diese Teilströme werden dann einer entsprechenden Anzahl von Materialzuführzonen der Vorrichtung zum Einzug zugeführt. Von diesen Zonen geht eine entsprechende Anzahl von Wellen- Anordnungen ab, die wenigstens ein Bearbeitungselement aufweisen, und die die Teilströme einziehen sowie an das stromab liegende Ende der Vorrichtung weitertransportieren, so dass die austretenden Teilströme an die Wellen- Anordnungen der eigentlichen Extruder-Maschine übergeben werden, wo dann weiteren Verfahrensschritte etwa des Mischens, Dispergierens, Verteilens erfolgen.
Die eigentliche Extruder-Maschine im Sinne der Erfindung kann auch ein sog. Sidefeeder sein.
Ein Mehrweilen- bzw. RingExtruder lässt sich dahingehend beschreiben, dass er - wie oben dargestellt - über eine bestimmte Anzahl von Wellen verfügt, in denen die Bearbeitung und / oder Verarbeitung des bereits eingezogenen Materials erfolgt. Zu diesem Zweck ist jede der Wellen in bekannter Weise mit Bearbeitungselementen ausgerüstet.
Bearbeitungselemente sind insbesondere Schneckenelemente, Knetelemente, Knetblöcke und Kombinationen hiervon. In diesem Sinne wird der Begriff des Bearbeitungselements auch vorliegend verwendet.
Schon in diesem Zusammenhang soll erwähnt werden, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einzug von Material in einen Mehrwellen- bzw. RingExtruder zwar über eine gleich grosse Anzahl von Wellen aufnehmenden Hohlräumen und eine entsprechende Anzahl von Wellen aufweist, aber nicht jede dieser Wellen ist mit einem Bearbeitungselement versehen, wie weiter unten noch ausführlicher erläutert werden wird.
Die Vorrichtung zum Einzug ist erfindungsgemäss so ausgestaltet, dass sie den kompletten Materialstrom, der aus dem funktional vorgelagerten Dosiergerät der Vorrichtung zum Einzug in wenigstens zwei massenstrommäßig definierbaren, im wesentlichen gleichen, d.h. gleich großen, Teilströmen des einzuziehenden Materials zugeführt wird, gleichermassen in wenigstens zwei massenstrommäßig definierbaren Materialzuführzonen aufnimmt, also die Anzahl der vom Dosiergerät zugeführten Teilströme in einer entsprechenden Anzahl von Materialzuführzonen aufnimmt.
Die Vorrichtung zum Einzug ist vorteilhaft weiterhin so ausgestaltet, dass diese gleichen Teilströme von den Materialzuführzonen über eine definierte Anzahl von in Hohlräumen angeordneten Wellen, die mit Bearbeitungselementen ausgerüstet sind, weiter eingezogen und weiter transportiert werden und diese Teilströme nach ihrem Austritt aus der Vorrichtung zum Einzug den von dem Mehrwellen- bzw. RingExtruder genutzten Wellen mit Bearbeitungselementen zuführbar sind. Erfindungsgemäss ist die Vorrichtung zum Einzug also derart ausgestaltet, dass sie den kompletten Materialstrom, der im funktional vorgelagerten Dosiergerät in massenstrommäßig im wesentlichen gleich große Teilströme aufgeteilt wird, über eine dieser Anzahl Teiiströme entsprechende Anzahl von Materialzuführzonen aufnimmt, wobei diese Anzahl Teilströme über bis in diese Materialzonen reichende Wellen-Anordnungen, die jeweils mit wenigstens einem Bearbeitungselement ausgerüstet sind, weiter eingezogen und weiter transportiert werden, bis sie aus der Vorrichtung zum Einzug an deren Ende stromab des Materialflusses austreten und auf den Mehrwellen -bzw. RingExtruder übergeben werden.
Somit dient die Vorrichtung dem Einzug eines Schüttgut aufweisenden Materials, insbesondere eines pulverförmigen, körnigen, rollenden oder flockigen Materials. Das Material wird der Vorrichtung zum Einzug über wenigstens ein Dosiergerät zugeführt und in einem Mehrwellen-Extruder, d.h. der hier auch so bezeichneten eigentlichen Extruder-Maschine, weiter bearbeitet. Die Vorrichtung zum Einzug umfasst eine Anzahl N rotierbarer Wellen, d.h. Wellen-Anordnungen, wobei jede einzelne Welle in einem Hohlraum parallel zur Axialrichtung (A) des Mehrwellen- Extruders verläuft. Die Vorrichtung zum Einzug ist ausgestaltet zum Einzug von wenigstens zwei massenstrommäßig definierbar im wesentlichen gleichen Teilströmen des einzuziehenden Materials, wobei jeder Teilstrom jeweils einer Materialzuführzone zuführbar ist, von der jeweils eine rotierbare Wellen- Anordnung abgeht, die ausgestaltet ist, den Teilstrom einzuziehen, die ein Bearbeitungselement aufnimmt, zuführbar ist.
Somit verfügt die Vorrichtung zum Einzug über eine Anzahl N rotierbarer Wellen- Anordnungen, die in einer entsprechenden Anzahl N von Hohlräumen angeordnet sind. Die Anzahl N entspricht der Anzahl der Wellen der sich an die Vorrichtung anschliessenden Mehrwellen-bzw. RingExtruder-Maschine.
Diese Ausgestaltung hat entscheidende Vorteile. Können nämlich gleich große Teilströme von der Vorrichtung zum Einzug aufgenommen werden, verbessert bereits diese Konstruktion die Möglichkeit, diese Teilströme nach ihrem Weitertransport komplett auf den Mehrwellen- bzw. RingExtruder zu verteilen, also auch dessen Wellen mit dem Material zu versorgen, die nicht zu den Einzugswellen der Vorrichtung zum Einzug gehören. Die Vorrichtung kann dabei vorteilhaft über ein Verteilelement verfügen, das weiter unten näher beschrieben wird. Mithin wird der Mehrweilen- bzw. RingExtruder mit einem gleichmässigen Teilstrom versorgt und kann diesen weiter bearbeiten oder verarbeiten, ohne dass die eingangs erwähnten Drehmomentunterschiede erhalten werden.
Die technisch konstruktive Ausgestaltung der Vorrichtung zum Einzug steht, von den in dieser Erfindung beschriebenen Parametern abgesehen, im Belieben des Fachmanns. Sie hängt dabei unter anderem von der Geometrie des sich an sie anschliessenden Extruders ab, die ihrerseits von der Anzahl der von ihm aufgenommenen Wellen abhängt. Sie wird hingegen weniger beeinflusst von der Art des zuzuführenden Materials, ob es sich also um Schüttgüter mit hoher Schüttdichte, wie z.B. körnigen Materialien, oder um Schüttgut geringer Schüttdichte handelt, wie z.B. bei einem flockigen oder porösen Material; denn dadurch dass gleichmässige Material-Teilströme zur Verfügung gestellt werden, kommt es nicht auf die Form und Konsistenz des Materials an. Durch die Vorrichtung zum Einzug wird die eigentliche Mehrweilen- bzw. RingExtruder- Maschine für praktisch alle Schüttgüter universell einsetzbar. Es kann beispielsweise während eines Verfahrensdurchlaufs von einer Art Schüttgut zu einer anderen Art Schüttgut gewechselt werden. Die Anzahl der Materialzuführzonen wird der Fachmann u.a. nach dem Gesichtspunkt auswählen, dass ein ausreichender Durchsatz erreicht wird; dies kann dafür sprechen, ggfs, eher die Anzahl kleiner zu wählen.
Da die Einzuggeometrie einerseits robust sein muss und gleichzeitig filigran wird, bietet es sich an dieses Bauteil bzw. diese mehreren Bauteile im 3D Druck Verfahren herzustellen. Im Zuge dieses Herstellverfahrens ist es auch leichter möglich, falls benötigt, noch einen Kühlkreislauf oder Heizkreislauf in diesen Bauteilen vorzusehen.
Vorteilhafterweise wird die Vorrichtung zum Einzug mit der in Transportrichtung stromab angeordneten Extruder-Maschine lösbar verbunden. Zur Befestigung können bekannte Befestigungsmittel und -Methoden verwendet werden.
Sämtliche rotierbaren Wellen der Vorrichtung zum Einzug wie auch sämtliche rotierbaren Wellen des Mehrwellen- bzw. RingExtruders sind mit dem Getriebe der Extruder-Maschine verbunden, das seinerseits von einem Motor oder dergleichen angetrieben wird. Sowohl das Getriebe, dessen Kupplung wie auch dessen Antriebsmaschine sind herkömmlich stromauf der Einrichtung zum Einzug angeordnet. Es wäre im Prinzip möglich, den Antrieb, also Motor, Getriebe und Kupplung auf die Seite des Extruderaustrags zu verlegen. Dadurch müssten dann die Wellen nicht zum Getriebe durch die Einzugselemente hindurchgeführt werden. Die Gestaltung des Produktzuflusses wäre dadurch noch offener möglich. Natürlich müsste das Getriebe und die Kupplungen umkonstruiert werden, da aus der Druckkraft die vom Austrag ausgeübt wird eine Zugbelastung würde.
Die rotierbaren Wellen in der Vorrichtung zum Einzug, die für den Einzug und Weitertransport der gleich großen Teilströme in der Vorrichtung zum Einzug Sorge tragen und die Voraussetzung für Verteilung der Teilströme in den Mehrwellen- bzw. RingExtruder schaffen, sind mit einem Bearbeitungselement ausgerüstet.
Bevorzugt ist die Vorrichtung zum Einzug mit folgenden Merkmalen ausgestattet:
Die rotierbaren Wellen in der Vorrichtung zum Einzug, die nicht für den Einzug und Weitertransport der gleich großen Teilströme in der Vorrichtung zum Einzug und nicht für die Verteilung der Teilströme in den Mehrwellen- bzw.
RingExtruder, oder - wenn bevorzugt vorhanden: im Verteilelement, Sorge tragen, sind nicht mit einem Bearbeitungselement ausgerüstet. Die Anzahl der rotierbaren Wellen in der Vorrichtung zum Einzug, die ein Bearbeitungselement aufnehmen, ist mithin < N.
Die Anzahl der rotierbaren Wellen, die kein Bearbeitungselement aufnehmen, ist mithin die Differenzzahl zu N und < N.
Die Vorrichtung zum Einzug weist nach dem Vorstehenden wenigstens zwei Materialzuführzonen auf. Diese sind vorteilhafterweise kammerartig ausgestaltet. Jede dieser Materialzuführzonen führt zu jeweils wenigstens einer ein Bearbeitungselement aufweisenden rotierbaren Wellen-Anordnung.
In jeder Materialzuführzone ist jeweils ein massenstrommäßig definierbar im wesentlichen gleicher Teilstrom des Gesamtstroms des einzuziehenden Materials aufnehmbar.
Die Anzahl der wenigstens zwei Teilströme entspricht der Anzahl der wenigstens zwei Materialzuführzonen und von jeder Materialzuführzone geht eine rotierbare Wellen-Anordnung ab, die ein Bearbeitungselement aufnimmt. Eine Doppelwellen-Anordnung mit jeweiligem Bearbeitungselement, also beispielsweise eine Doppelschnecken-Anordnung, stellt eine Wellen-Anordnung im vorgenannten Sinn dar. Eine Wellen-Anordnung kann aber auch lediglich aus einer Welle bestehen oder aber mehr als eine Doppelwellen-Anordnung aufnehmen. Der Begriff der Wellen-Anordnung wird in diesem Sinne funktional verstanden.
Diese Ausgestaltung ist bei allen Mehrwellen-Extrudern einsetzbar, also bei allen Extrudern, die nach der vorbeschriebenen Definition drei oder mehr Wellen aufweisen. Die räumlich-geometrische Anordnung der Wellen kann dabei polygonal sein. Bei einem Drei-Wellen-Extruder würden die Wellen etwa bei stirnseitiger Betrachtung in einem gleichschenkligen Dreieck angeordnet sein. Bei einem Fünfwellen-Extruder wäre die Anordnung etwa pentagonal.
Besondere Vorteile bietet die Erfindung freilich, wenn etwa sechswellige, achtwellige, zehnwellige oder insbesondere zwölfwellige Extruder eingesetzt werden. Ganz besonders gilt dies, wenn die Anzahl N der rotierbaren Wellen, die in einer entsprechenden Anzahl N von Hohlräumen aufgenommen sind, kranzförmig angeordnet ist. Damit wird die Konfiguration eines RingExtruders angesprochen. Ganz besonders vorteilhaft wirkt sich die Erfindung bei dem Einsatz eines zwölfwelligen RingExtruders aus.
Denn je höher die Anzahl N der zur Verfügung stehenden rotierbaren Wellen ist, desto mehr Materialzuführzonen sind konstruierbar. Dies bedeutet eine entsprechend höhere Anzahl von Teilströmen und damit eine höhere Gleichmässigkeit der Verarbeitungsergebnisse.
Aus diesem Grund soll die Erfindung nachfolgend weiter anhand einer Ausgestaltung eines zwölfwelligen RingExtruders erläutert werden, der als besonders vorteilhaft im Rahmen der vorliegenden Erfindung angesehen wird. Bei dieser Ausführung wird der Gesamtstrom des Materials zunächst in vier gleich große Teilströme aufgeteilt.
Hierzu stehen spezielle Lösungen zur Verfügung, die weiter unten beschrieben werden. Von den zwölf Wellen werden im Einzugsbereich 4 mal 2 Wellen, aufweisend jeweils Bearbeitungselemente, vorteilhafterweise als Doppelschnecken-Anordnungen ausgestaltet, eingesetzt. Aus Gründen der Prägnanz soll deshalb vereinfachend von Doppelschnecken-Anordnungen gesprochen werden, obwohl die Bearbeitungselemente - wie oben dargelegt - ggfs, auch oder stattdessen Knetelemente aufweisen können.
Die Vorrichtung zum Einzug weist von oben gesehen vier separate Öffnungen auf, in die jeweils dieselbe Teilstrommenge des Materials zudosiert wird. Somit werden vier Teilströme, die definierbar gleich groß sind, also vier gleiche Massenströme, durch die Vorrichtung aufnehmbar.
Es wird durch jeden der vier Teilströme eine Doppelschnecken-Anordnung befüllt. Von den zwölf Wellen des RingExtruders werden in diesem Bereich also nur 4 mal 2 Wellen für den Produkteinzug genutzt. Die restlichen 4 Wellen werden in Hohlräumen durch diese Zone durchgeführt, um sie stromab, mit Bearbeitungselementen in der eigentlichen Extruder-Maschine bestückt, verfahrenstechnisch zu nutzen. Die in der Vorrichtung zum Einzug nicht mit Bearbeitungselementen bestückten Wellen sind folglich stromab der Transportrichtung der Teilströme in der eigentlichen Extruder-Maschine mit Bearbeitungseiementen ausgerüstet; vorteilhafterweise sind auch diese Wellen in der Einzugszone so ausgestaltet, dass sie durchgängig sind, d.h. in dem eigentlichen RingExtruder fortgeführt werden. Wird bevorzugt ein Verteilelement in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einzug verwendet, so ist es ebenso bevorzugt, bereits in diesem Bereich des Verteiielements alle Wellen- Anordnungen mit Bearbeitungselementen auszurüsten.
Die 4 Doppelschnecken-Anordnungen, die befüllt werden, sind bevorzugt so ausgeführt, dass alle vier jeweils die maximale Einzugsleistung erbringen. Die Limitierung des Gesamtdurchsatzes wird nämlich erreicht, wenn die erste Doppelschnecken-Anordnung nicht mehr Material einziehen kann. Dann erhält man als Gesamtdurchsatz den Durchsatz der limitierenden Doppelschnecken- Anordnung multipliziert mit 4.
Die Einzugszone kann - wie oben dargelegt - als Baugruppe ausgestaltet sein.
Die Vorrichtung zum Einzug weist dabei vorteilhafterweise zwei Baugruppenteile auf. Diese werden als Einzugszone 1 und als Einzugszone 2 bezeichnet.
Funktional ebenso wie räumlich-geometrisch betrachtet folgt die Einzugszone 1 stromab dem Getriebe. Die Einzugszone 2 ist dann stromab der Einzugszone 1 angeordnet. Somit weist die Vorrichtung zum Einzug in axialer Förderrichtung des Materials wenigstens eine Eingangszone 1 und wenigstens eine Einzugszone 2 auf, von denen jede wenigstens einen Teilstrom des einzuziehenden Materials aufnimmt. In der Einzugszone 1 befinden sich 4 Doppelwellen-Anordnungen mit Bearbeitungselementen, vorteilhaft mithin 4 Doppelschnecken-Anordnungen. Diese Anordnungen sind vorteilhafterweise viertelkreisförmig angelegt, befinden sich im Uhrzeigersinn also etwa in der 12-Uhr-, 3-Uhr-, 6-Uhr-, und 9-Uhr- Position. Diese Doppelschnecken-Anordnungen befinden sich in einer Anzahl Materialzuführzonen. In der Ausgestaltung mit 4 Doppelschnecken-Anordnungen sind dies somit Materialzuführzonen 1 bis 3. Es sei bereits hier erwähnt, dass in der Ausgestaltung von zwei Einzugszonen die vierte Materialzuführzone in der Einzugszone 2 angeordnet ist, d.h.es werden nur drei Doppelwellen-Anordnungen befüllt, da die obere nicht befüllt wird, sondern das Material wird nur zur unteren „weitergereicht" ; was im einzelnen noch weiter unten erläutert wird. Es sei weiter klargestellt, dass diese Konfiguration gilt, wenn die erfindungsgemässe Zone zum Einzug nicht über ein Verteilelement verfügt, dass aber dann, wenn sich stromab an diese eigentlichen Einzugszonen 1 und 2 ein Verteilelement anschliesst, dieses so ausgestaltet ist, dass alle Wellen-Anordnungen in diesem Bauteil des Verteilelements über ein Berarbeitungselement verfügen.
Die beiden seitlich liegenden Doppelschnecken-Anordnungen werden jeweils mit zwei massenstrommäßig gleich großen Teilströmen, Teilstrom 2 und 3 bezeichnet, über die Materialzuführzonen 2 und 3 befüllt. Diese Materialzuführzonen übergreifen entsprechend der obigen Erläuterung bevorzugt etwa die 3-Uhr- Position und 9-Uhr-Position.
In dieser Einzugszone 1 erfolgt auch die komplette Befüllung der unteren beiden Wellen-Anordnungen mit dem Teilstrom 1 über die Materialzuführzone 1. Die Materialzuführzone 1 reicht dabei bevorzugt von der oben erwähnten 12-Uhr- Position bis nach unten zur 6-Uhr-Position. Durch die bevorzugt axial versetzte Anordnung der Einzugszone 2 - dazu sogleich - entstehen für die ebenfalls axial versetzten Materialzuführzonen 1 und 4 und damit für die Teilströme 1 und 4 zwei axial versetzte Füllbereiche. Hierdurch kann das Material des Teilstroms 1 bis in die bevorzugte 6-Uhr-Position fallen und dort über die Wellen-Anordnung eingezogen werden. Somit weist die Einzugszone 1 eine - senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung betrachtet - nach unten durchgehende Materialzuführzone 1 auf, so dass Material in Materialzuführrichtung nach unten fällt und dort von der wenigstens einen rotierbaren Welle, die ein Bearbeitungselement aufnimmt, eingezogen werden kann.
Hierzu kann bevorzugt auf die oberen beiden Wellen jeweils ein "Flügelelement" (Stirnansicht dieses Bauteils wie in der Zeichnung oder ähnlich mit Steigung unendlich) aufgeschoben werden, um das Material sicher nach unten zu befördern. In diesem Bereich sind also die Wellen der oberen Wellen- Anordnung, also beispielsweise der Doppelschnecken-Anordnung, vorhanden und ragen in den offenen, bevorzugt kammerartigen Raum der Zuführzone 1 hinein. Da der Füllbereich der Materialzuführzone 1 stromauf der Materialzuführzone 4 liegt - zu dieser sogleich - wird er auch (zusammen mit den Füllbereichen der Materialzuführzonen 2 und 3) zuerst befüllt. Der Teilstrom 1 soll aber möglichst ungehindert den unteren Füllbereich der Materialzuführzone 1 erreichen und muss deshalb an den in den Füllbereich hineinragenden Wellen vorbeifallen, so dass die nicht zu einem Stau des Teilstroms führen. Deshalb werden Bauteile mit schmaler Konfiguration oder geringem Volumen wie die vorgeschlagenen Flügelelemente eingesetzt, damit diese den Weg des Teilstroms 1 so wenig wie möglich behindern, gleichzeitig aber den Materialstrom nach unten weiterfördern.
In vorteilhafter Weise ist hierzu wenigstens in einer der seitlichen Anordnungen eine Einzugshilfe vorgesehen. Dies kann ein massiver Körper oder ein schräg gestelltes Blech, oder ein sonstiges Leitblech sein. Möglich ist auch ein Bauteil, das aktiv bewegt wird, insbesondere in gleichem Drehsinn rotiert und damit den betreffenden Materialstrom zwangsweise der betreffenden Einzugszone zuführt. Materialmässig kommt jegliches geeignetes Material hierfür in Betracht. Hintergrund ist, dass die Wellen auf einer Seite nach oben drehen und damit dosiertes Produkt wieder herausschleudern könnten. Der Teilstrom wird durch die Einzugshilfe an der entsprechenden Doppelschnecke auf die abwärts drehende Seite umgeleitet.
Ferner kann die Einzugshilfe auch ein bewegliches bzw. angetriebenes Bauteil sein, das eine Art Zwangsförderung des Materials in die Kammer bewirken kann. Solch ein Element ist an allen Zuführöffnungen denkbar. Es kann beispielsweise auch im Stirnschnitt wie ein Kreuz oder ähnlich einer Zellradschleuse aufgebaut sein.
Der Produktfluss kann in diesem Bereich noch weiter verbessert werden, indem ein eingängiges Schneckenelement mit schmalem Kamm auf die Welle unterhalb der Einzugshilfe gesteckt wird.
Dieses Schneckenelement kann wahlweise oder zusätzlich auch noch eine Schubkante aufweisen um, die Förderverhältnisse weiter zu verbessern.
In vorteilhafter Weise wird an der einziehenden Welle mit Bearbeitungselement noch eine Tasche angebracht, um die Einzugsleistung bei Materialien mit geringer Schüttdichte weiter zu erhöhen. Im Bereich der Materialeinzugszone erstreckt sich ein erster Teil der taschenförmigen Aufweitung zwischen der radial innen liegenden Seite des Hohlraums zwischen der Doppelschnecken-Anordnung auf 9 Uhr Position und dem Wellenkranz und ein anderer Teil der taschenförmige Aufweitung zwischen der radial aussen liegenden Seite des Hohiraums zwischen der Doppelschnecken-Anordnung auf 3 Uhr Position und dem Wellenkranz, so dass sich beim Betreiben des Extruders die Oberfläche der in den jeweiligen Teil der Aufweitung ragenden Bearbeitungselemente der gleichsinnig drehenden Wellen in der Richtung der Verjüngung der jeweiligen Aufweitung bewegen.
In der Einzugszone 2 ist die untere Wellen-Anordnung bereits mit dem für diese vorgesehenen Teilstrom 1 befüllt. Es erfolgt nun die Befüllung der oberen Materialzuführzone 4 mit Teilstrom 4. Von der oberen Materialzuführzone 4 geht die obere Wellen-Anordnung mit ausgerüstetem Bearbeitungselement ab. Die von dieser Materialzuführzone abgehenden Wellen-Anordnungen mit Bearbeitungselement bewirkt den Weitertransport des Teilstroms 4. Somit weist die Einzugszone 2 in axialer Richtung stromab der Einzugszone 1 eine - senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung betrachtet -auf den oberen Bereich begrenzte Materialzuführzone 4 auf, so dass Material in Materialzuführrichtung nicht nach unten fällt, und dort im oberen Bereich von der wenigstens einen rotierbaren Welle, die ein Bearbeitungselement aufnimmt, eingezogen werden kann.
Die beiden bevorzugt seitlich angeordneten Materialzuführzonen werden in dieser Einzugszone 2 entsprechend obigen Ausführungen zur Einzugszone 1 weiter mit dem Teilstrom 2 und 3 befüllt, so dass die von diesen Materialzuführzonen abgehenden Wellen-Anordnungen mit Bearbeitungselement für den Weitertransport dieser Teilströme sorgen. Das Element unterhalb der Einzugshilfe kann wahlweise auch wieder eingängig mit schmalem Kamm ausgeführt werden.
Vorzugsweise weisen die wenigstens eine Eingangszone 1 und die wenigstens eine Einzugszone 2 eine Trennanordnung zwischen der nach unten durchgehenden Materialzuführzone 1 und der nicht nach unten durchgehenden Materialzuführzone 4 auf, um die unterschiedlichen Teilströme 1 und 4 gern vorstehender Erläuterung zu erfassen.
Wie oben dargelegt ist die Anzahl der rotierbaren Wellen, die kein Bearbeitungselement aufnehmen, die Differenzzahl zu N und < N. Werden bei einem zwölfwelligen RingExtruder von den zwölf Wellen, im Einzugsbereich 4 x 2 Wellen, für den Einzug genutzt, so verbleiben in der Vorrichtung zum Einzug vier nicht genutzten Wellen. Diese werden - wie dargelegt - erst stromab im Verteilelement oder in der eigentlichen Extruder-Maschine für die weitere Bearbeitung oder Verarbeitung des Materials aktiv. Diese nicht mit einem Bearbeitungselement im Bereich der Vorrichtung zum Einzug ausgerüsteten Wellen-Anordnungen müssen abgedeckt werden, was beispielsweise durch eine Hülse oder ein möglichst dünnwandiges Distanzelement erfolgen kann. Möglich ist es aber auch, ein Anschlagelement stromab der Zuführzone auf den Wellen anzuordnen. Die Wellen werden üblicherweise mit einer Evolventenverzahnung zur Übertragung des Drehmoments versehen. Die Distanzelemente dienen dann auch als axialer Anschlag für die Elemente. Die Elemente werden auf den Wellen aufgesteckt und mit der Spitze axial fixiert und gegen das Anschlagelement verspannt.
Der Kernträger ist herkömmlich eine verzahnte Tragwelie, die durch die Längsachse der Extruder-Maschine verläuft. Der Kernträger besteht üblicherweise aus einer Trägerwelle plus aufgeschobenen Kernsegmenten, ggfs, mit dem Anschluss der Kernkühlung. Da der Kernträger bei der Einzugszone 1 dem Materialstrom 1 zur unteren Wellen-Anordnung der Materialzuführzone 1 entgegenstehen würde, muss er schon stromab der Einzugszone 1 enden und geführt werden, sonst kann das Produkt nur schwer oder gar nicht nach unten fallen. Dies kann auch noch in einer Zwischenplatte erfolgen. Falls eine Kernkühlung benötigt wird können die Wasseranschlüsse in den Bereich gelegt werden, bevor die Öffnung für die oberen beiden Wellen beginnt, oder in diese separate Zwischenplatte.
Bevorzugt umfasst - wie bereits erwähnt - die Vorrichtung zum Einzug im Anschluss an die Einzugszone in Material-Transportrichtung ein Verteilelement, das das aus der Vorrichtung zum Einzug austretende Material allen Wellen mit Bearbeitungselement der eigentlichen Extruder-Maschine zuführt. Das Verteilelement kann in an sich bekannter Weise ausgestaltet sein. Direkt nach der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Einzug wird das Produkt dann z.B. durch relativ breite Profilscheiben auf dem geschlossenen Ring des RingExtruders, sog. Ringverteilzone, verteilt. Alternativ kommen als Verteilelemente in Umfangsrichtung aber auch noch folgende Elemente in Frage: Igelelemente oder breite oder sehr breite Knetscheiben bei denen ein Kamm entfernt wurde.
Wie bereits erwähnt ist die Erfindung nicht auf eine vorbeschriebene Ausgestaltung beschränkt. So kann die Vorrichtung zum Einzug bei einem zwölfwelligen Extruder auch etwa so ausgestaltet sein, dass sie drei wie oben definierte gleich große Teilströme des Materials in drei Materialzuführzonen aufnimmt und von diesen Materialzuführzonen jeweils drei Wellen-Anordnungen, versehen mit jeweils einem Bearbeitungselement zum Weitertransport dieser Materialströme abgehen.
Erfindungsgemäss kann die Vorrichtung zum Einzug ebenso etwa für einen achtwelligen RingExtruder ausgestaltet sein. Zu diesem Zweck kann sie beispielsweise zwei Materialzuführzonen zur Aufnahme von wie oben definiert gleich großen 2 Teilströmen des Materials aufnehmen. Alternativ können also von diesen Zonen jeweils zwei 3-Wellen-Anordnungen mit insgesamt sechs Wellen, versehen mit jeweils einem Bearbeitungselement zum Weitertransport dieser Materialströme abgehen, sodass die Materialzonen und abgehenden Wellenanordnungen beispielsweise in der 1-Uhr bis 5-Uhr-Stellung und der 7-Uhr bis 11-Uhr-Stellung angeordnet werden.
Erfindungsgemäss ist eine Vorrichtung zum Einzug, bei der die Anzahl N der rotierbaren Wellen wenigstens sechs beträgt und bei der die Vorrichtung N/2 Einwellen-Anordnungen, die ein Bearbeitungselement aufnehmen, aufweist und die von N/2 Materialzuführzonen abgehen.
Ebenso erfindungsgemäss ist eine Vorrichtung zum Einzug, bei der die Anzahl N der rotierbaren Wellen wenigstens acht beträgt und bei der die Vorrichtung wenigstens zwei Wellen-Anordnungen, die ein Bearbeitungselement aufnehmen, aufweist und die von wenigstens zwei Materialzuführzonen abgehen.
Ebenso erfindungsgemäss ist eine Vorrichtung zum Einzug, bei der die Anzahl N der rotierbaren Wellen wenigstens zehn beträgt und bei der die Vorrichtung wenigstens zwei Wellen-Anordnungen, die ein Bearbeitungselement aufnehmen, aufweist und die von wenigstens zwei Materialzuführzonen abgehen. Ebenso erfindungsgemäss ist eine Vorrichtung zum Einzug, bei der die Anzahl N der rotierbaren Wellen wenigstens zwölf beträgt und bei der die Vorrichtung wenigstens drei Wellen-Anordnungen aufweist, die ein Bearbeitungselement aufnehmen, und die von wenigstens drei Materialzuführzonen abgehen.
Erfindungsgemäss können die Anzahl der Materialzuführzonen und die Anzahl der von diesen abgehenden Wellen-Anordnungen, die mit einem Bearbeitungselement ausgerüstet sind, prinzipiell frei gewählt werden. Der Fachmann wird hierfür Parameter wie die Materialmenge, Platzbedarf, Kosten, Grösse der Anlage, Materialeigenschaften mit berücksichtigen. Die oben dargestellte Ausgestaltung der Vorrichtung zum Einzug mit vier Materialzuführzonen und 4 x 2 Wellen mit Bearbeitungselement für einen zwölfwelligen RingExtruder ist nach Bewertung der Erfinder jedoch besonders vorteilhaft, weil bei ihr eine hervorragende Balance zwischen erzielter Produktqualität und Aufwand für die Gleichverteilung des Drehmoments besteht.
Funktional und in verwandter Weise wird die vorerläuterte Vorrichtung zum Einzug durch ein stromauf zu ihr angeordnetes Dosiergerät ergänzt.
Es stellt die Einrichtung dar, mit der das ihm zugeführte Gesamt-Material des Schüttguts in wenigstens zwei massenstrommäßig gleich große Teilströme aufteilt, die der vorbeschriebenen Ausgestaltung der stromab angeordneten Vorrichtung zum Einzug zugeführt wird. Der Gesamtstrom wird durch das Dosiergerät definiert und geregelt. Dies kann sowohl gravimetrisch als auch volumetrisch erfolgen.
In einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, den jeweiligen Teilstrom über eine koaxial angeordnete Spitze eines Verteilerkegels zu führen. Der gleichmässig kegelförmig fliessende Strom wird dann in Kreisteilsegmenten aufgenommen in die einzelnen Zuführkammern weitergeleitet.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform wird der Teilstrom auf eine Vibrationsrinne mit Gefälle geleitet. Durch entsprechend angepasste Quervibration erfolgt die gleichmässige Verteilung des Materials auf der Rinnenbreite. Durch ein einstellbares Gefälle wird das Produkt weitergefördert und kann am Ende der Rinne in den benötigten Teilströmen abgenommen und an die Zuführkammern weitergeleitet werden.
Nach einer wiederum anderen Ausführungsform wird der Teilstrom über eine Rinne geleitet, die durch einen teilporösen Boden gebildet wird. Durch den Boden wird Luft geblasen, so dass das Produkt auf der Rinne fluidisiert und sich wie eine Flüssigkeit auf der Breite der Rinne gleichmässig verteilt. Aufgrund eines einstellbaren Gefälles wird das Material wieder Richtung Ende der Rinne gefördert und kann in den Teilströmen abgenommen und an die Zuführkammern weitergeleitet werden.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, den Teilstrom durch ein gekröpftes Rohrstück zu leiten, welches motorisch oder durch die Schwerkraft des Produkts in Rotation versetzt werden kann. Wenn die Rotation schnell genug erfolgt, ergibt sich wieder ein quasi kontinuierlicher Teilstrom auf einem Ring. Dieser Strom kann wieder einfach in Kreisteilsegmenten aufgenommen und den Zuführzonen zugeleitet werden.
Eine andere Variante ermöglicht den Betrieb der Dosierung aus dem vollen Trichter. Der Trichter ist unten in symmetrisch aufgebaute Teilsegmente untergliedert. Jedes Teilsegment hat am unter Ende eine variable Öffnung. Der Querschnitt dieser Öffnung wird für alle Teilsegmente analog gleichzeitig geöffnet und geschlossen. Dies kann auch per Regelung erfolgen.
Ferner kommt ein spezielles gravimetrisches Dosiergerät in Betracht. Dieses hat einen Trichter mit mehreren identischen Austragsschnecken. Für den Aufbau beispielsweise mit 4x2 Wellen sind dies 4 Stück. Diese werden gemeinsam von einem Motor mit identischer Drehzahl angetrieben. So werden geregelt mehrere gleich grosse Masseströme erzeugt.
Eine weitere Variante ist ein modifiziertes gravimetrisch arbeitendes Vibrationsdosiergerät bei welchem an der Austragsrinne die Rinnenbreite zum Teilen der Produktströme genutzt wird.
Natürlich kann auch konventionell mit zwei oder mehr separaten Dosiergeräten gearbeitet werden, welche die Anzahl von Kammern analog der Anzahl der Teilströme befüllen.
Diese Erläuterung zu den drehmomentbezogenen Aspekten vorangestellt, widmet sich die nachfolgende Erläuterung einem anderen Aspekt, der funktional in einem Zusammenhang mit der vorerläuterten Vorrichtung zum Einzug eines Schüttgut aufweisenden Materials, insbesondere eines pulverförmigen, körnigen, rollenden oder flockigen Materials steht: Dieser weitere Gesichtspunkt betrifft vorliegend so genannte
Adhäsionsbezogene Aspekte:
Sind, wie oben zu den drehmomentbezogenen Aspekten im einzelnen erläutert, gleich große Teilströme des eingezogenen und weiter transportierten Materials erzeugt, so verbessert sich schon allein dadurch das Ergebnis, diese Teilströme im Anschluss daran komplett auf den Mehrwellen-Extruder, insb. den RingExtruder, zu verteilen, also auch diejenigen Wellen-Anordnungen in dieser Extruder-Maschine mit Material zu versorgen, die nicht zu den Einzugswellen gehören, und somit die gesamte Extruder-Maschine mit dem zu bearbeitenden Schüttgut zu versorgen.
Jedoch muss man weiter berücksichtigen, dass es sich bei dem zu bearbeitenden bzw. zu verarbeitenden Schüttgut regelmäßig um rieselndes, rollendes, rutschendes oder dgl. Material handelt. Da das Material also Schüttgut ist oder beinhaltet, kann aufgrund seiner Konsistenz und seiner Eigenschaften nicht generell ausgeschlossen werden, dass das Material an der Stirnseite der eigentlichen Extruder-Maschine, die die mit Bearbeitungselementen bestückten Wellen-Anordnungen umfasst, abrutscht, was dann wiederum dazu beiträgt, dass die Wellen-Anordnungen wieder mehr, jedenfalls schwieriger steuerbares Drehmoment aufnehmen müssen.
Daraus ergibt sich das Bestreben, die aus der Vorrichtung zum Einzug heraustretenden Teilströme des Schüttgut-Materials, die auf die eigentliche Extruder-Maschine verteilt werden, noch zielgerichteter und definierbarer der weiteren Bearbeitung oder weiteren Verarbeitung durch die eigentliche Extruder- Maschine zugeführt werden.
Hierzu wird der Bereich der Vorrichtung zum Einzug, der die Materialzuführzonen umfasst, in denen jeweils massenstrommäßig definierbare im wesentlichen gleiche Material-Teilströme des Gesamtstroms des einzuziehenden Materials aufnehmbar sind und in denen die von diesen Materialzuführzonen abgehenden Wellen-Anordnungen ausgestaltet sind, den Einzug, ggfs den Weitertransport der Teilströme zu bewirken, so ausgestaltet dass die Haftung an der Gehäusewand und / oder den Bearbeitungselementen der Vorrichtung und / oder der Gleitwiderstand- und / oder der Rutschwiderstand des Materials veränderbar ist.
Veränderbar ist dabei so zu verstehen, dass die Haftung des Materials so beeinflusst wird, dass seine Haftung an der Gehäusewand und /oder den Bearbeitungselementen der Vorrichtung zum Einzug und / oder der Gleitwiderstand- und / oder der Rutschwiderstand des Materials an der Gehäusewand und / oder den Bearbeitungselementen einstellbarer im Sinne von regulierbarer, lenkbarer, beherrschbarer ist, so dass das Material zielgerichtet und definierbar der weiteren Bearbeitung oder weiteren Verarbeitung durch die eigentliche Extruder-Maschine zugeführt werden kann.
Vorteilhafterweise soll diese Vorrichtung zum Einzug so ausgestaltet werden, dass die Haftung des Materials an der Gehäusewand und / oder den Bearbeitungselementen und / oder die Gleithemmung- und / oder die Rutschhemmung des Materials erhöhbar ist.
Dies wird bevorzugt dadurch bewirkt, dass die Oberflächenbeschaffenheit des Schüttgut aufweisenden Materials verändert oder, noch weiterbevorzugt, dass die Oberflächenbeschaffenheit erhöht wird.
Besonders bevorzugt ist es, das Schüttgut aufweisende Material adhäsiver, beispielsweise klebriger, pastöser oder allgemein flüssiger oder benetzender zu machen.
Ganz besonders bevorzugt ist es, die Gleit- und / oder Rutschhemmung, bzw. die Oberflächenbeschaffenheit des Schüttgut aufweisenden Materials, bzw. seine Adhäsionseigenschaften mittels der Vorrichtung zum Einzug oder funktional im Zusammenhang mit der Vorrichtung zum Einzug zu bewerkstelligen.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung werden die Gleit- und / oder Rutschhemmung, bzw. die Oberflächenbeschaffenheit des Schüttgut aufweisenden Materials, bzw. seine Adhäsionseigenschaften mittels des Verteilelements oder funktional im Zusammenhang mit dem Verteilelement bewerkstelligt.
In einer wiederum anderen Ausgestaltung der Erfindung wird die Oberfläche des RingExtruders, die mit den Teilströmen des Schüttgut aufweisenden Materials nach deren Austritt aus der Vorrichtung zum Einzug in Kontakt kommt, so ausgestaltet, dass deren Gleit- und / oder Rutschhemmung erhöht wird.
Eine Kernidee ist somit, den Gesamt-Materialstrom nach Maßgabe der vorstehenden Erläuterungen in massenstrommäßig definierte gleich große Teilströme und diese Teilströme in Bearbeitungselemente aufweisende Wellenanordnungen einzuführen, mittels dieser weiterzutransportieren und das Schüttgut aufweisende Material in diesem Bereich der Vorrichtung zum Einzug so zu bearbeiten, dass dessen Haftung und / oder dessen Gleit- und / oder Rutschhemmung verändert, vorteilhaft erhöht wird.
Dies kann dadurch erreicht werden, dass das Material in oder im funktionalen Bereich der Vorrichtung angeschmolzen oder aufgeschmolzen wird.
Statt dessen ist es aber auch möglich, in oder in diesem Bereich der Vorrichtung zum Einzug kein Anschmelzen oder Aufschmelzen vorzunehmen, vielmehr die Material-Teilströme nach dem Passieren der Vorrichtung zum Einzug auf die eigentliche Extruder-Maschine zu verteilen und erst danach fertig aufzuschmelzen und danach die üblichen verfahrenstechnischen Aufgaben durchzuführen, wie das Mischen, Dispergieren und Verteilen.
Ferner ist es möglich, das Anschmelzen oder Aufschmelzen der Teilströme des Materials mittels des Verteilelements vorzunehmen.
Es bedarf keiner besonderen Betonung nach dem gesamten Vorstehenden, dass mehrwellige RingExtruder - und hier ganz besonders zwölfwellige RingExtruder, bevorzugt werden, so dass auch die auf diese RingExtruder abgestimmte Vorrichtungen zum Einzug als bevorzugt angesehen werden.
Wie soeben allgemein angesprochen, besteht eine Lösung darin, die Oberfläche des Materials anzuschmelzen.
Das Anschmelzen kann auf verschiedene Weise erfolgen.
Nachdem nun die definierten Teilströme in die Vorrichtung zum Einzug gefördert und alle mit Bearbeitungselementen versehenen Wellen-Anordnungen befüllt wurden, kann man diese Wellen-Anordnungen zum Aufschmelzen oder zumindest Anschmelzen verwenden oder unaufgeschmolzen in eine Ringverteilzone, die einen geschlossenen Ring darstellt, fördern. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Material in diesem Abschnitt der erwähnten Wellen-Anordnungen „klebrig" gemacht wird. Das Auf. bzw. Anschmelzen in diesem Abschnitt hat den Vorteil, dass das Material zumindest so hohe Adhäsionskräfte entwickelt, dass die Schwerkraft vernachlässigt werden kann, d.h. das Material sinkt nicht, rieselt nicht oder zumindest nur stark eingeschränkt nach unten. Das Anschmelzen kann ferner vorteilhaft dadurch erreicht werden, dass statt oder neben Schneckenelementen auch Knetelemente in die Vorrichtung zum Einzug eingebaut werden, die infolge ihrer Rotation Energie eintragen.
Eine andere vorteilhafte Art besteht darin, dass eine ausreichende Wärmeleistung über das Gehäuse der Vorrichtung zum Einzug auf das Material aufgebracht wird oder die für das Anschmelzen oder Aufschmelzen erforderliche Wärme um das Gehäuse herum erzeugt und mittels frei wählbarer, geeigneter Mittel dem Material zugeführt wird. Diese beiden letztgenannten Möglichkeiten sind vorteilhaft, weil dann die für den Einzug und den Weitertransport der Teilströme eingesetzten, Bearbeitungselemente aufweisenden Wellen- Anordnungen nicht oder kaum mit zusätzlichem Drehmoment belastet werden. Das Gehäuse sollte vorteilhafterweise für diesen Vorgang entsprechend lang ausgeführt werden. Hierzu sind Abmessungen von 2-12 L/D, wobei L für Länge und D für Durchmesser stehen, gut geeignet.
Mithin kann das Anschmelzen vorteilhaft entweder durch eine geeignete Schneckenanordnung erfolgen oder auch durch Wärmeleitung. Hierzu sollte der Abschnitt der Vorrichtung zum Einzug, der die Wellen-Anordnungen mit Bearbeitungselementen aufnimmt, gegen den Einlauf sehr gut wärmeisoliert und dann intensiv beheizt werden. Dies kann durch Heizpatronen oder auch induktiv erfolgen.
Statt eines Anschmelzens ist auch ein mehr oder weniger vollständiges Aufschmelzen denkbar. Jedoch erscheint dies eher überflüssig zu sein. Denn pro Wellen-Anordnung, die das Material einzieht, würde bei einem fast vollständigen Aufschmelzen oder bei einem Aufschmelzen des gesamten Materials nur im Bereich der einziehenden Wellen-Anordnungen, mehr Energie und damit auch ein höheres Drehmoment benötigt werden; deshalb hat das bloße Anschmelzen Vorteile.
Eine weitere Lösung besteht darin, ein Fluid, insb. eine Flüssigkeit zuzuführen, was etwa durch Einspritzen, Aufspritzen, Aufdampfen, Besprühen, Benebeln von Wasser oder andere geeignete Massnahmen erfolgen kann. Dadurch stellt sich wie bei den vorerwähnten Massnahmen ebenfalls der Effekt ein, dass das Material jedenfalls etwas haftet, so dass es dadurch ebenfalls nicht so leicht an der vorbeschriebenen Stirnseite der Extruder-Maschine herunterrutscht. Denn hierdurch entsteht ein Flüssigkeitsfilm der das Material am Abrutschen an der Gehäusewand und /oder an den Schneckenelementen hindert.
Nach dem Durchgang der Teilströme in der Einzugszone der Vorrichtung zum Einzug wird das Material dann z. B. durch relativ breite Profilscheiben auf dem geschlossenen Ring, d.h. der Ringverteilzone des RingExtruders, verteilt. Alternativ kommen als Verteilelemente in Umfangsrichtung aber auch noch folgende Elemente in Frage: Igelelemente oder breite oder sehr breite Knetscheiben bei denen ein Kamm entfernt wurde. Mittels des Verteilelements erfolgt dann ggfs auf allen beispielsweise 12 Wellen unter Nutzung aller Wellen die komplette Aufschmelzung. Falls das Material komplett unaufgeschmolzen in die Ringverteilzone (geschlossener Ring) transportiert wird, muss es dort sehr sorgfältig im Ring komplett verteilt werden. Hierbei gilt es ein Herunterrieseln oder Fallen bzw. ein Zurückrutschen aufgrund der Schwerkraft ebenso zu verhindern, wie ein ungebremstes Weiterrutschen in Umfangsrichtung ebenso aufgrund der Schwerkraft.
Was den Aspekt anbelangt, wie die Anschmelzung oder Aufschmelzung am besten zu erfolgen hat, so ist nach den Erkenntnissen der Erfinder die Geometrie der Aufschmelzzone genauer zu betrachten, da diese zu den oben erwähnten zwei Peaks pro Schneckenwelle führt. Es wurde festgestellt, dass sämtliches Material, das man aufschmilzt, diese Peaks erzeugt, wie oben bereits erwähnt.
Werden - wie als Beispiel erwähnt - Knetelemente eingesetzt, so bilden diese zwischen ihrer schmalen äusseren Stirnseite und der Innenwandung des sie aufnehmenden Hohlraums in bestimmten Winkellagen eine abgeschlossene Kammer, in der das Material eingezwängt wird.
Auch wenn es -soweit ersichtlich - keine veröffentlichte wissenschaftliche Erklärung hierfür gibt, steht zu vermuten, dass in diesem Engstellen-Bereich das Problem der Schwankung des Drehmoments entsteht, dort also die Drehmomentspitze ihren Ursprung hat.
Die Peaks, welche bei der schnellen Drehmomentmessung sichtbar werden, sind auf erhöhte Widerstandskräfte zurückzuführen, welche in bestimmten ungünstigen Winkelpositionen der Wellen auftreten.
Als „ungünstig" wird die Bildung einer abgeschlossenen Kammer, deren Volumen sich verkleinert, angesehen. Das Material kann dann nur in axialer Richtung unter erhöhtem Widerstand ausweichen.
Wenn man nun davon ausgeht, dass die Aufschmelzzone üblicherweise durch mehrere Knetblöcke gebildet wird und ein Knetblock zumeist aus ca. 5 Knetscheiben besteht, ergeben sich aber eine grössere Zahl an Drehpositionen bei welchen die vermutet ungünstige Situation entsteht.
Es muss also noch weitere Faktoren geben, die dazu führen, dass der Effekt der 2 Peaks auftritt.
Dies kann eigentlich nur der Aufschmelzpunkt selbst sein. Da dieser axial an einer ziemlich gut definierten Stelle auftritt, muss das Problem damit zu tun haben.
Als eigentliche Aufschmelzzone wird darum vorgeschlagen die üblichen Knetblöcke durch modifizierte Schneckensegmente mit grosser Steigung zu ersetzen. Diese Elemente eignen sich auch sehr gut für die oben beschriebene Aufgabe zur Verteilung des Produkts auf dem kompletten Ring.
Die Elemente werden relativ kurz ausgeführt ( 1/4 bis 1L/D). L bedeutet Länge und D Durchmesser der Elemente. Die Steigung ist relativ groß, z.B. > 3 D . Die Schneckenelemente werden sowohl fördernd als auch rückfördernd eingesetzt. Das Längen- zu-Steigungs-Verhältnis wird idealerweise so gewählt, dass die Elemente beim Einsatz einer Zahnwelle auf beiden Seiten gleich mit einem Zahn oder einer Zahnlücke fluchten. Zwischen den Elementen sind kurze 2 scheibige, modifizierte Knetelemente mit einem Scheibenversatz von 90 Grad vorgesehen.
Die Elemente können variiert oder miteinander kombiniert werden.
Am Kamm können die Elemente ergänzend in Drehrichtung an der schiebenden Flanke und damit an der Kammecke einen zusätzlich einen zurückgenommenen Bereich aufweisen, um den oben beschriebenen Effekt zu verhindern.
Die Peaks werden also vermieden, indem keine abgeschlossenen Kammern gebildet werden. Wenn man ganz auf Knetblöcke verzichten und nur mit Schnecken gemäss obiger Beschreibung arbeiten möchte, können die Schneckenelemente noch mit einem stirnseitigen Ring versehen und auf 90° Versatz gesteckt werden.
Entsprechend den obigen Erläuterungen erfolgt in verfahrensmäßiger Hinsicht die Beeinflussung der Eigenschaft des ein Schüttgut aufweisenden Materials, insbesondere eines pulverförmigen, körnigen, rollenden oder flockigen Materials während seines Einzugs in einen Mehrwellen-Extruder dadurch, dass seine Haftung -und / oder der Gleitwiderstand- und / oder der Rutschwiderstand des Materials verändert wird und hierzu eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 verwendet wird. Bevorzugt wird die Haftung -und / oder der Gleitwiderstand- und / oder der Rutschwiderstand des Materials erhöht und hierzu eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 verwendet.
Bevorzugt wird die Oberflächenbeschaffenheit des Materials verändert. Noch mehr bevorzugt wird die Oberflächenbeschaffenheit erhöht.
Weiter ist das Verfahren so ausgeführt, dass das Material angeschmolzen oder aufgeschmolzen oder ihm Fluid zugeführt wird.
Das Verfahren kann weiterhin so ausgeführt werden, dass eine Wärmeleistung über das Gehäuse der Vorrichtung zum Einzug auf das Material aufgebracht wird oder dass die für das Anschmelzen oder Aufschmelzen erforderliche Wärme um das Gehäuse herum erzeugt und mit einem Mittel dem Material zugeführt wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend aufzufassenden bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, wobei:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen RingExtruder des Stands der Technik senkrecht zu seiner Längsachse zeigt;
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung zum Einzug für einen Ring-Extruder von Fig. 1 im Bereich seines Einzuges;
Fig. 3 einen zu Fig. 2 analogen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Einzug für einen RingExtruder mit einem Einzug gemäss einer Einzugszone 1
Fig. 4 einen zu Fig. 3 analogen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Einzug für einen RingExtruder mit einem Einzug gemäss einer Einzugszone 2;
Fig. 5 mit Fig. 5a bis Fig. 5f eine dreidimensionale Darstellung der Baugruppen der Vorrichtung zum Einzug; Fig. 6 mit Fig. 6a und Fig. 6b eine Prinzipskizze der Gesamt-Einrichtung im zusammengebauten Zustand;
Fig. 7 ein Beispiel für eine Aufschmelzzone bestehend aus zweischeibigen Knetelementen mit 90 Grad Versatzwinkel sowie Förderelementen mit großer Steigung sowohl rechts- als auch linkssteigend zeigt.
Gleiche Bezugsziffern in den vorerwähnten Figuren beziehen sich auf jeweils gleiche oder entsprechende Elemente.
Fig. 1 ist ein Querschnitt senkrecht zur axialen Förderrichtung A durch den Mehrwellen-Extruder in der Ausgestaltung eines zwölfwelligen RingExtruders. Die zwölf Wellen 4, 4', 4", 4'" ... sind ringförmig angeordnet und bilden eine Kranz 3. Gemäß Fig. 1 weist die Extruder-Maschine in einem Gehäuse 23 Hohlräume 2 auf, in denen jeweils die achsparallel angeordneten Wellen 4, 4', 4", 4”' ...in axialer Förderrichtung verlaufen. Sämtliche Wellen 4, 4', 4", 4'” sind mit dem stromauf angeordneten Getriebe der Extruder-Maschine verbunden (nicht gezeigt). Jede Welle 4, 4', 4", 4"' ... trägt mit ihr drehfest verbundene Bearbeitungselemente 9, wie z.B. Schneckenelemente, Knetelemente oder Kombinationen derselben (nicht gezeigt). Die Wellen 4, 4', 4", 4"' ... drehen in diesem Ausführungsbeispiel gleichsinnig im Uhrzeigersinn, was durch die Pfeile zu dem Bezugszeichen D zum Ausdruck gebracht wird. Der Wellenkranz 3 befindet sich in einem in Umfangrichtung U, versehen mit einem Doppelpfeil (vgl. Fig.2), des Gehäuses 23 angeordneten Hohlraum (nicht gezeigt), der an die radial zur Aussenseite des Gehäuses 23 verlaufende Gehäusewand 5 angrenzt. Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, greifen die Bearbeitungselemente 9 benachbarter Wellen 4, 4', 4", 4"' ... kämmend mit geringem Spiel, also weitgehend dicht, ineinander. Die Gehäusewand 5 ist an der Innenseite und der axial verlaufende Innenkern 6 an seiner Aussenseite mit achsparallelen, konkaven Kreissegmenten 10 bzw. 11 versehen. Im Querschnitt sind die Innenseite der Gehäusewand 5 und der Innenkern 6 damit rosettenförmig aus konzentrischen Kreissegmenten 10 und 11 gebildet, deren Kreismittelpunkt in der Zylinderfläche des Kranzes 3 liegt.
Fig. 2 stellt einen Querschnitt durch die Vorrichtung zum Einzug 1 für einen RingExtruder von Fig. 1 im Bereich seines Einzuges dar. Die Vorrichtung zum Einzug 1 wiederholt dabei - von den Besonderheiten ihrer Ausgestaltung gemäss nachfolgenden Erläuterungen zu Fig. 3 und 4 abgesehen - den prinzipiellen Aufbau der Extruder-Maschine entsprechend den vorstehenden Erläuterungen zu Fig.l: Die zwölf Wellen 4, 4', 4", 4"' ... sind ringförmig angeordnet und bilden eine Kranz 3. Gemäß Fig. 2 weist die Vorrichtung zum Einzug 1 in einem Gehäuse 23 Hohlräume 2 auf, in denen jeweils die achsparallel angeordneten Wellen 4, 4', 4", 4'" ...in axialer Förderrichtung verlaufen. Die Wellen 4, 4', 4", 4'" ... drehen in diesem Ausführungsbeispiel gleichsinnig im Uhrzeigersinn, was durch die Pfeile zu dem Bezugszeichen D zum Ausdruck gebracht wird. Die Gehäusewand 5 ist an der Innenseite mit achsparallelen, konkaven Kreissegmenten 10 bzw. 11 versehen Im Querschnitt wird die Innenseite der Gehäusewand 5 aus konzentrischen Kreissegmenten 10 und 11 gebildet, deren Kreismittelpunkte in der Zylinderfläche des Kranzes 3 liegt. Der Innenkern 6 wird durch diesen Bereich ebenso wie die Wellen 33, durchgeführt.
Auch für Fig. 2 gilt: Sämtliche Wellen 4, 4', 4", 4"' ... sind mit dem stromauf angeordneten Getriebe der Extruder-Maschine verbunden (nicht gezeigt). Das bedeutet, dass sämtliche Wellen 4, 4', 4", 4"'... sowohl der Extruder-Maschine gemäss Fig. 1 wie auch der Vorrichtung zum Einzug 1 mit dem stromauf angeordneten Getriebe der Extruder-Maschine verbunden sind und dass damit sämtliche Wellen 4, 4', 4", 4"'... durchgängig durch beide Vorrichtungen verlaufen. Jedoch umfasst bei der Vorrichtung zum Einzug nach Fig. 2 nicht jede Welle 4, 4', 4”, 4'" ... mit ihr drehfest verbundene Bearbeitungselemente 9, wie z.B. Schneckenelemente, Knetelemente oder Kombinationen derselben (nicht gezeigt). Wellen 4, 4', 4", 4'"..., die mit einem Bearbeitungselement 9 ausgerüstet sind, sind in diesem Ausführungsbeispiel nur diejenigen, die als Doppelwellen- Anordnung mit 7, 7' gekennzeichnet sind. Es sind dies gemäss diesem Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Einzug 1 vier Paare (4 x 2) Wellen, also 8 Wellen. Die übrigen vier Wellen 33 weisen jeweils kein Bearbeitungselement auf; sie sind zwar gleichermassen in einem Hohlraum 2 angeordnet und drehen sich auch, sie erfüllen aber - wie nachfolgend zu dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 und 4 erläutert - in Bezug auf die erfindungsgemäße Einziehung des Schüttgutmaterials keine Rolle und sind prinzipiell deshalb auch in der Vorrichtung zum Einzug 1 verlaufend angeordnet, weil funktional eine Verbindung des stromauf angeordneten Getriebes mit sämtlichen, Bearbeitungselemente 9 aufweisenden Wellen 4, 4', 4", 4"'...der Extruder-Maschine hergestellt werden muss. Diese Wellen 33 können aber mit einfachen Distanzhülsen bestückt sein, damit sie als axiales Anschlagelement für die stromab im RingExtruder aufgeschobenen Bearbeitungselemente dienen können.
Fig. 3 zeigt einen zu Fig. 2 analogen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Einzug 1 in einem Ausführungsbeispiel für einen RingExtruder mit einem Einzug gemäss einer Einzugszone 1. Fig. 4 zeigt einen zu Fig. 2 analogen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Einzug 1 in einem Ausführungsbeispiel für einen RingExtruder mit einem Einzug gemäss einer Einzugszone 2.
Beide Einzugszonen 1 und 2 sind Baugruppen der Vorrichtung zum Einzug 1 und in axialer Förderrichtung des Materials hintereinander angeordnet, wobei die Einzugszone 1, gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 17, stromauf Richtung Getriebe bzw. funktional stromab zum Dosiergerät 22 (nicht gezeigt) angeordnet ist und wobei sich dann stromab die Einzugszone 2, gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 18, anschliesst, die ihrerseits über ein 4x2 Element aus Fig.2 und ggfs, über ein Verteilelement (nicht gezeigt) eine Verbindung mit den Wellen 4,
4', 4", 4"'..., d.h. mit den durch sie weiter stromab gebildeten Wellen- Anordnungen, der Extruder-Maschine nach Fig. 1 herstellt.
Somit verfügt die Vorrichtung zum Einzug 1 über eine Anzahl IM rotierbarer Wellen 4, 4', 4", 4"'... - in diesem Ausführungsbeispiel sind es zwölf, - die in einer Anzahl von Hohlräumen 2 (vgl. Fig. 2) angeordnet sind. Die Anzahl N rotierbarer Wellen-Anordnungen entspricht der Anzahl der Wellen 4, 4', 4", 4'"...der sich an die Vorrichtung anschliessenden Mehrwellen-bzw. RingExtruder-Maschine, die in Fig. 1 dargestellt sind; dort sind in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls zwölf Wellen 4, 4', 4", 4"'....
Jede einzelne Welle 4, 4', 4", 4"'... verläuft parallel zur Axialrichtung A, vgl. Fig. 6, des Mehrwellen-bzw. RingExtruders.
Die Vorrichtung zum Einzug 1 ist zum Einzug von wenigstens zwei massenstrommäßig definierbar im wesentlichen gleichen Teilströmen des einzuziehenden Materials ausgestaltet. In dem Ausführungsbeispiel gern. Fig. 3 und 4 sind es vier Teilströme 13', 14', 15' 16'. Das Schüttgut wird in der mit dem Pfeil 12 gezeigten Zuführrichtung zugeführt.
Die rotierbaren Wellen 4, 4', 4", 4'"... in der Vorrichtung zum Einzug 1, die für den Weitertransport der gleich großen Teilströme 13', 14', 15' 16' in der Vorrichtung zum Einzug 1 und für die Verteilung der Teilströme in den Mehrwellen- bzw. RingExtruder Sorge tragen, sind jeweils mit einem Bearbeitungselement 9 ausgerüstet.
Die rotierbaren Wellen 4, 4', 4", 4'"... in der Vorrichtung zum Einzug 1, die nicht für den Weitertransport der gleich großen Teilströme in der Vorrichtung zum Einzug und für die Verteilung der Teilströme in den Mehrwellen- bzw.
RingExtruder Sorge tragen, sind nicht mit einem Bearbeitungselement ausgerüstet. Die Anzahl der rotierbaren Wellen 4, 4', 4", 4'”...in der Vorrichtung zum Einzug, die ein Bearbeitungselement 9 aufnehmen, ist mithin < IM und beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel acht in Zusammenschau von Fig. 3 und 4. Es sind dies die dort zu den Doppelwellen-Anordnungen 7, 7' gezeigten Bearbeitungselemente 9.
Die Anzahl der rotierbaren Wellen 4, 4', 4", 4"'..., die kein Bearbeitungselement aufnehmen, ist mithin die Differenzzahl zu N und < N; sie beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier. Es sind dies die lediglich als Kreis dargestellten Wellen 33.
Die Vorrichtung zum Einzug weist in dem in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel vier Materialzuführzonen 1 bis 4 auf, die jeweils mit einem Pfeil 13, 14, 15, 16 belegt sind. Diese sind kammerartig (nicht gezeigt) ausgestaltet. Die Materialzuführzonen 1 bis 4 führen zu jeweils wenigstens einer ein Bearbeitungselement aufweisenden rotierbaren Wellen-Anordnung 4, 4', 4", 4"'..., nämlich zu den Doppelwellen-Anordnungen 7, 7' mit Bearbeitungselementen 9.
In jeder Materialzuführzone ist jeweils ein massenstrommäßig definierbar im wesentlichen gleicher Teilstrom des Gesamtstroms des einzuziehenden Materials aufnehmbar.
Die Anzahl der Teilströme 13', 14', 15' 16' entspricht der Anzahl der von diesen Materialzuführzonen 1 bis 4 abgehenden rotierbaren Wellen-Anordnungen 4, 4', 4", 4'"...; 7, 7', die ein Bearbeitungselement 9 aufnehmen. Eine Doppelwellen- Anordnung mit jeweiligem Bearbeitungselement, also beispielsweise eine Doppelschnecken-Anordnung, stellt eine Wellen-Anordnung im vorgenannten Sinn dar. Die von dieser Materialzuführzonen abgehenden Wellen-Anordnungen mit Bearbeitungselement bewirken den Einzug sowie den Weitertransport der Teilströme.
In der mit 17 und 18 belegten Einzugszone 1 und 2 befinden sich vier Doppelwellen-Anordnungen 4, 4', 4", 4'"...; 7, 7', mit Bearbeitungselementen 9, , vorteilhaft mithin Doppelschnecken-Anordnungen. Diese Anordnungen sind in dem Ausführungsbeispiel viertelkreisförmig angelegt, befinden sich im Uhrzeigersinn also etwa in der 12-Uhr-, 3-Uhr-, 6-Uhr-, und 9-Uhr-Position.
Diese Doppelwellen-Anordnungen befinden sich somit in der entsprechenden Anzahl Materialzuführzonen 1 bis 4, die mit 13', 14', 15', 16' bezeichnet sind und kammerartig durch geschlossene Wandungen 13", 14", 15", 16" gebildet werden. Wie bereits erwähnt, werden an sich nur drei Doppelwellen-Anordnungen in dem Bereich 17 der Einzugszone 1 zum Einzug genutzt. Die vierte, oben liegende Anordnung kann mit den Segmenten 8 bestückt werden, muss dies aber nicht, falls das Material leicht nach unten fließt; die obere Anordnung wird eigentlich nur benötigt, weil die Wellen Richtung Antrieb durchgeführt werden müssen und damit dem freien Materialfluss 13 im Wege stehen. Die beiden seitlich liegenden Doppelwellen-Anordnungen werden jeweils mit zwei massenstrommäßig gleich großen Teilströmen, als Teilstrom 2 und 3 bezeichnet und mit 14', 15' gekennzeichnet, über die Materialzuführzonen 2 und 3, mit 14 und 15 bezeichnet, befüllt.
In der in Fig. 3 dargestellten Einzugszone 1; 17 erfolgt die komplette Befüllung der unteren beiden Wellen-Anordnungen4, 4' 7, 7' mit dem Teilstrom 1, gekennzeichnet mit 13' über die Materialzuführzone 1, gekennzeichnet mit 13.
Die Materialzuführzone 1 reicht dabei von der oben erwähnten 12-Uhr-Position bis nach unten zur 6-Uhr-Position. Durch die axial versetzte Anordnung der Einzugszone 2; 18 - dazu sogleich - entstehen für die ebenfalls axial versetzten Materialzuführzonen 1 und 4, Bezugszeichen 13, 16, und damit für die Teilströme 1 und 4, Bezugszeichen 13', 16', zwei axial versetzte Füllbereiche. Hierdurch kann das Material des Teilstroms 1 bis in die bevorzugte 6-Uhr-Position fallen und dort über die Wellen-Anordnung 4, 4'...; 7, 7' eingezogen werden. Somit weist die Einzugszone 1 eine - senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung betrachtet - nach unten durchgehende Materialzuführzone 13 auf, so dass Material in Materialzuführrichtung 12 nach unten fällt und dort von der rotierbaren Wellen- Anordnung 4. 4' ..; 7, 7', die zwei Bearbeitungselemente 9 aufnimmt, eingezogen werden kann. Die von dieser Materialzuführzone abgehende Wellen-Anordnung mit Bearbeitungselement bewirkt den Weitertransport des Teilstroms.
Hierzu ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in der Einzugszone 1 gern. Fig.3 auf die oberen beiden Wellen 4, 4' jeweils ein "Flügelelement" 8 mit Steigung unendlich, gezeigt in Stirnansicht dieses Teils, aufgeschoben, um das Material sicher nach unten zu befördern. In diesem Bereich sind also die Wellen der oberen Wellen-Anordnung, vorhanden und ragen in den offenen, kammerartigen Raum der Zuführzone 1, gekennzeichnet mit 13, hinein. Da der Füllbereich der Materialzuführzone 1 stromauf der Materialzuführzone 4, gekennzeichnet mit 16 und gezeigt in Fig. 4, liegt - zu dieser sogleich - wird er auch (zusammen mit den Füllbereichen der bereits erläuterten Materialzuführzonen 2 und 3) zuerst befüllt. Der Teilstrom 1, mit 13' belegt, soll aber möglichst ungehindert den unteren Füllbereich der Materialzuführzone 1 erreichen und muss deshalb an den in den Füllbereich hineinragenden Wellen vorbeifallen, so dass die nicht zu einem Stau des Teilstroms führen. Deshalb werden Bauteile mit schmaler Konfiguration oder geringem Volumen, Steigung unendlich, wie die vorgeschlagenen Flügelelemente 8 eingesetzt , damit diese den Weg des Teilstroms 1 so wenig wie möglich behindern.
Wie oben dargelegt ist die Anzahl der rotierbaren Wellen 4, 4', 4", 4'"..., die kein Bearbeitungselement 9 aufnehmen, die Differenzzahl zu N und < N. In dem gezeigten Beispiel eines zwölfwelligen RingExtruders von den zwölf Wellen, im Einzugsbereich 4 x 2 Wellen, für den Einzug genutzt; es verbleiben in der Vorrichtung zum Einzug vier nicht genutzte Wellen. Diese werden- wie dargelegt - erst stromab im Verteilelement oder weiter stromab in der eigentlichen Extruder-Maschine für die weitere Bearbeitung oder Verarbeitung des Materials aktiv. Diese nicht mit einem Bearbeitungselement im Bereich bis einschließlich dem 4x2 Bauteil gemäß Fig. 2 ausgerüsteten Wellen-Anordnungen 4, 4', 4", 4'" müssen deshalb abgedeckt werden, was beispielsweise durch eine Hülse oder ein möglichst dünnwandiges Distanzelement erfolgen kann (nicht gezeigt).
Ferner ist bei einer der seitlichen Anordnungen eine Einzugshilfe 19 vorgesehen.
Der Produktfluss wird in diesem Bereich noch weiter verbessert, indem ein eingängiges Schneckenelement 21 mit schmalem Kamm auf die Welle unterhalb der Einzugshiife 19 gesteckt wird. Dieses Element kann zusätzlich an der schiebenden Flanke noch eine Schubkante aufweisen (nicht gezeigt)
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird an den einziehenden Wellen 4, 4', ... mit Bearbeitungselement 9 noch eine Tasche 20 angebracht, um die Einzugsleistung bei Materialien mit geringer Schüttdichte weiter zu erhöhen. Die Taschen sind links und rechts eingezeichnet; sie bilden den Abstand zwischen dem waagerecht liegenden Schneckenkamm der jeweils unter Welle und der Gehäusewand rechts daneben. Im Bereich der Materialeinzugszone 2 und 3 erstreckt sich eine taschenförmige Aufweitung 20 in der Zuführzone 14 zwischen der radial innen liegenden Seite des Hohlraums und dem Wellenkranz 3 und in der Zuführzone 15 eine taschenförmigen Aufweitung 20 zwischen der radial aussen liegenden Seite des Hohlraums und dem Wellenkranz 3, so dass sich beim Betreiben des Extruders Einzugstaschen jeweils auf der Seite der nach unten drehenden Seite der Schnecke mit Verjüngung Richtung aufwärts drehender Seite der Schnecke ( jeweils links) ergeben.
In der Einzugszone 2, die mit 18 bezeichnet ist und in Fig. 4 dargestellt wird, ist die untere Wellen-Anordnung 4. 4'...; 7, T bereits mit dem für diese vorgesehenen Teilstrom 1 befüllt. Es erfolgt nun die Befüllung der oberen Materialzuführzone 4, mit 16 gekennzeichnet, mit Teilstrom 4, mit 16' kenntlich gemacht. Von der oberen Materialzuführzone 4 geht die obere Wellen-Anordnung 4, 4'...; 7, 7' mit ausgerüstetem Bearbeitungselement 9 ab. Die von dieser Materialzuführzone abgehenden Wellen-Anordnung mit Bearbeitungselement bewirkt den Weitertransport des Teiistroms 4.
Somit weist die Einzugszone 2 in axialer Richtung stromab der Einzugszone 1 eine - senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung betrachtet -auf den oberen Bereich begrenzte Materialzuführzone 4 auf, so dass Material in Materialzuführrichtung nicht nach unten fällt, und dort im oberen Bereich von der rotierbaren Wellen-Anordnung, die ein Bearbeitungselement aufnimmt, eingezogen und weitertransportiert werden kann.
Die dreidimensionale Darstellung der Vorrichtung zum Einzug lässt in den Unterfiguren 5a -5f deren Baugruppen erkennen. Das Gehäuse 23 weist ausweislich Fig. 5a einen Einzugskranz 28 für die Aufnahme der Wellen- Anordnungen als Abschluss der Vorrichtung auf der Getriebeseite auf. Der stirnseitig gezeigte Einzugskranz 28 liegt stromauf in Richtung Dosiergerät 22 (nicht gezeigt). Daran schliesst sich stromab die in Fig. 5b gezeigte Einzugszone 17 entsprechend der zu Fig. 3 gegebenen Beschreibung an. Die Materialzuführzonen 13, 14, 15 sind erkennbar ebenso wie die Aufnahmeform für die Wellen- Anordnung 7, 7' am unteren Ende der Materialzuführzone 13'.
Es folgt stromab der Flussrichtung des Materialflusses die Trenn-Anordnung 24, die im Ausführungsbeispiel der Fig. 5c als kreisförmige Platte gezeigt ist. Diese grenzt die Baugruppen der Einzugszone 1 und der Einzugszone 2 voneinander ab. Die Besonderheit der Trennanordnung 24 ist deren Teil-Abdeckbereich 29, der den oben gelegenen Bereich der in Fig. 5d gezeigten Materialzuführzone 16' der Einzugszone 2 abdeckt. Hierdurch wird bewirkt, dass der für die Aufnahme in die Materialzuführzone 13 gern. Fig. 5b vorgesehene Teilstrom 13' nach unten in die gezeigte 6-Uhr-Stellung durchrutschen kann und die dort gezeigte Wellen- Anordnung 7, 7' erreichen kann, folglich nicht durch die sich in der Einzugszone 2, bezeichnet mit 18; anschliessende Materialzuführzone 16 an dem Durchrutschen gehindert wird, wobei diese Materialzuführzone 16 wie vorbeschrieben und in Fig. 5d gezeigt räumlich-geometrisch auf den oben gelegenen Bereich beschränkt.
Fig. 5d zeigt die mit 18 bezeichnete Einzugszone 2, bezeichnet mit 1, 18. Erkennbar sind die seitlichen Materialzuführzonen 14, 15 und die mittige Materialzuführzone 13, die also in beiden Einzugszonen 1 und 2 durchgängig angeordnet sind und auch nicht von der Trennanordnung 24 voneinander getrennt sind, wie die entsprechenden Durchgänge in Fig. 5c zeigen, die die Teilströme 13' 14' 15' frei lassen. Die Durchgangsöffnungen 32 dienen lediglich der Drehdurchführung der Tragwellen. Die Freiräume werden durch Distanzringe mit Schneckenaußendurchmesser verschlossen. Ein Materiaidurchtritt wird so verhindert.
Stromab schliesst sich das in Fig.5e gezeigte 4x2 Wellenstück gemäß Fig.2 an.
Die 4 Doppelwellen-Anordnungen 7, T sind jeweils mengengleich mit den Materialströmen 13', 14', 15', 16' (nicht gezeigt) befüllt. In den Bereichen 33 werden die Wellen nur durchgeführt, übertragen Drehmoment aber keinen Materialstrom.
Stromab schliesst sich das in Fig. 5f dargestellte Verteilelement 30 an, das über eine entsprechende Anzahl von Öffnungen verfügt, durch die sämtliche Teilströme aus der Vorrichtung zum Einzug 1 über den Kranz 3 der Wellen- Anordnungen 4, 4', 4", 4'" 7, 7' der eigentlichen Extruder-Maschine zur weiteren Bearbeitung oder Verarbeitung zugeführt werden, wobei in Fig. 5f beispielhaft eine zwölfwellige Ring_Extruder_Konfiguration gezeigt ist.
Fig. 6 zeigt mit Fig. 6a und 6b der Vollständigkeit halber eine Prinzipskizze der Gesamt-Einrichtung 25 im zusammengebauten Zustand, wobei die mit 17, 18 bezeichneten Einzugszonen 1 und 2 in "geöffneter" Weise ohne Einzugshilfe und ohne Schneckenelemente und volumenreduziertes Element dargestellt sind. Die Flussrichtung ist stromab ist mit einem Pfeil F gekennzeichnet. Fig. 7 lässt dicht kämmenden Schneckenelemente 26 einschliesslich eines linkssteigenden Elements mit großer Steigung 27 erkennen. Mittels dieser Konfiguration kann das Anschmelzen vorteilhaft ohne abgeschlossene Kammern zu bilden erfolgen. Das Anschmelzen wird dadurch erreicht, dass die Schneckenelemente in die Vorrichtung zum Einzug eingebaut werden, und die Elemente infolge ihrer Rotation Energie eintragen. Es sind, wie dargestellt, Schneckenelemente mit grosser Steigung sowohl fördernd als auch rückfördernd in relativ kurzer Länge kombiniert mit doppelscheibigen Knetelementen mit 90 Grad Versatzwinkel.
Bezugszeichen
1 Gehäuse der Vorrichtung zum Einzug
2 Hohlraum
3 Kranz
4, 4/ 4" 4"' . Wellen-Anordnung
5 Gehäusewand
6 axialer Innenkern
7, 7' Doppelwellen-Anordnung
8 volumenreduziertes Element
9 Bearbeitungselement
10 Kreissegment
11 Kreissegment
12 Material-Zuführrichtung
13 Materialzuführzone 1 13' Teilstrom 1
13" Wandung
14 Materialzuführzone 2 14' Teilstrom 2
14" Wandung
15 Materialzuführzone 3 15' Teilstrom 3
15" Wandung
16 Materialzuführzone 4 16' Teilstrom 4
16" Wandung
17 Einzugszone 1 18- Einzugszone 2
19 Einzugshilfe
20 Tasche
21 eingängiges Schneckenelement 22 Dosiergerät
23 Gehäuse für Extruder-Maschine und für Vorrichtung zum Einzug
24 Trennanordnung
25 Gesamt-Einrichtung im Zusammenbau
26 Doppel-Schneckenelemente
27 linkssteigendes Förderelement großer Steigung
28 Verteilelement
29 Teil-Abdeckbereich
30 Abschlusselement mit Wellendurchführung
31 4x2 Wellen-Segment
32 Durchlass obere Tragwellen mit Trennscheiben
33 Wellendurchführungen ohne Bearbeitungselemente
A Axialrichtung
D Drehrichtung der Bearbeitungselemente 9
F Flussrichtung stromab
U Umfangsrichtung

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum Einzug (1) eines Schüttgut aufweisenden Materials, insbesondere eines pulverförmigen, körnigen, rollenden oder flockigen Materials, das der Vorrichtung zum Einzug (1) über wenigstens ein Dosiergerät (22) zugeführt wird, und das in einem Mehrwelien-Extruder weiter bearbeitet wird, wobei die Vorrichtung zum Einzug (1) eine Anzahl N rotierbarer Wellen (4, 4', 4", 4'", ...) umfasst, wobei jede einzelne Welle (4, 4', 4", 4'", ...) in einem Hohlraum (2) parallel zur Axialrichtung (A) des Mehrwellen-Extruders verläuft dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Einzug (1) ausgestaltet ist zum Einzug von wenigstens zwei massenstrommäßig definierbar im wesentlichen gleichen Teilströmen (13', 14', 15', 16') des einzuziehenden Materials, wobei jeder Teilstrom (13', 14', 15', 16') jeweils einer Materialzuführzone (13, 14, 15, 16) zuführbar ist, von der jeweils eine rotierbare Wellen-Anordnung (4, 4', 4", 4'", 7, 7') abgeht, die ausgestaltet ist, den Teilstrom (13', 14', 15', 16') einzuziehen.
2.. Vorrichtung zum Einzug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der rotierbaren Wellen (4, 4', 4", 4'", ...), die ein Bearbeitungselement (9) aufnehmen, < N ist, und dass die Anzahl der rotierbaren Wellen (4, 4', 4", 4"',
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die kein Bearbeitungselement (9) aufnehmen, die Differenzzahl zu N und < N ist, und dass die Vorrichtung zum Einzug (1) wenigstens zwei Materialzuführzonen (13, 14, 15, 16) aufweist, wobei die Materialzuführzonen (13, 14, 15, 16) so ausgestaltet sind, dass in jeder Materialzuführzone (13, 14, 15, 16) jeweils ein massenstrommäßig definierbar im wesentlichen gleicher Teilstrom (13', 14', 15', 16') des einzuziehenden Materials aufnehmbar ist, und dass von jeder Materialzuführzone (13,. 14, 15, 16) jeweils wenigstens eine ein Bearbeitungselement (9) aufweisende rotierbare Wellen-Anordnung (4, 4', 4" 4'", 7, 7') abgeht, und dass jeder Teilstrom (13', 14', 15', 16') der von dieser Materialzuführzone (13, 14, 15, 16) abgehenden rotierbaren Wellen-Anordnung (4, 4', 4", 4'", ...; 7, 7'), die ein Bearbeitungselement (9) aufnimmt, zuführbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N der rotierbaren Wellen (4, 4', 4", 4'", ...), die in einer entsprechenden Anzahl N von Hohlräumen (2) aufgenommen sind, kranzförmig angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungselement (9) wenigstens ein Schneckenelement und / oder wenigstens ein Knetelement aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die in den wenigstens zwei Materialzuführzonen (13, 14, 15, 16) aufgenommenen rotierbaren Wellen (4, 4', 4", 4'" ... ), die ein Bearbeitungselement (9) aufnehmen, als Doppelschnecken-Anordnung (7, 7') ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N der rotierbaren Wellen (4, 4', 4", 4’", ...) wenigstens sechs beträgt und dass die Vorrichtung zwei Wellen-Anordnungen, die ein Bearbeitungselement (9) aufnehmen, aufweist und die von zwei Materialzuführzonen (14, 15) abgehen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N der rotierbaren Wellen (4, 4’, 4", 4'", ...) wenigstens acht beträgt und dass die Vorrichtung wenigstens zwei Wellen-Anordnungen, die ein Bearbeitungselement (9) aufnehmen, aufweist und die von wenigstens zwei Materialzuführzonen (13, 14, 15, 16) abgehen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N der rotierbaren Wellen (4, 4', 4", 4"', ...) wenigstens zehn beträgt und dass die Vorrichtung wenigstens zwei Wellen-Anordnungen, die ein Bearbeitungselement (9) aufnehmen, aufweist und die von wenigstens zwei Materialzuführzonen (13, 14, 15,) abgehen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N der rotierbaren Wellen (4, 4', 4", 4'", ...) wenigstens zwölf beträgt und dass die Vorrichtung wenigstens drei Wellen-Anordnungen, die ein Bearbeitungselement (9) aufnehmen, aufweist und die von wenigstens wenigstens drei Materialzuführzonen (13, 14, 15, 16) abgehen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Einzugshiife (19) aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Materialzuführzone (13, 14, 15, 16) zur radialen Vergrösserung der Zuführzone eine Tasche (20) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in axialer Förderrichtung des Materials wenigstens eine Einzugszone 1 (17) und wenigstens eine Einzugszone 2 (18) aufweist, von denen jede wenigstens einen Teilstrom (13', 14', 15', 16') des einzuziehenden Materials aufnimmt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzugszone 2 (18) in axialer Richtung stromab der Einzugszone 1 (17) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzugszone 1 (17) in axialer Richtung stromauf der Einzugszone 2 (18) eine - senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung betrachtet - nach unten durchgehende Materialzuführzone 1 (13) aufweist, so dass Material in Materialzuführrichtung (12) nach unten fällt und dort von der wenigstens einen rotierbaren Welle (4, 4', 4", 4'", ...), die ein Bearbeitungselement (9) aufnimmt, eingezogen werden kann, während die Einzugszone 2 (18) in axialer Richtung stromab der Einzugszone 1 (17) eine - senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung betrachtet - auf den oberen Bereich begrenzte Materialzuführzone 4 (16) aufweist, so dass Material in Materialzuführrichtung (12) nicht nach unten fällt, und dort von der wenigstens einen rotierbaren Welle (4, 4', 4", 4'", ...), die ein Bearbeitungselement (9) aufnimmt, eingezogen werden kann.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Einzugszone 1 (17) im Bereich der Materialzuführzone 1 (13) angeordnete wenigstens eine Welle (4, 4') ein volumenreduziertes Element (8) aufweist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Einzugszone 1 (17) und die wenigstens eine Einzugszone 2 (18) eine Trennanordnung (24) zwischen der nach unten durchgehenden Materialzuführzone 1 (13) und der nicht nach unten durchgehenden Materialzuführzone 4 (16) aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der rotierbaren Wellen (4, 4', 4", 4"', ...), die kein Bearbeitungselement (9) aufnehmen, abgedeckt sind.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgestaltet ist, die in axialer Richtung in Materialtransportrichtung stromab der Einzugszone 2 und stromab des 4x2 Elements aus der Vorrichtung zum Einzug (1) austretenden Teilströme über einen Verteilmechanismus allen Wellen des Extruders zur weiteren Bearbeitung und / oder Verarbeitung zuzuführen.
19. Dosiergerät (22) zur Zuführung eines Schüttgut aufweisenden Materials, insbesondere eines pulverförmigen, körnigen, rollenden oder flockigen Materials, an eine Vorrichtung zum Einzug (1) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosiergerät ausgestaltet ist, den Material-Gesamtstrom in massenstrommäßig definierbare, wenigstens zwei im wesentlichen gleiche Teilströme (13', 14', 15', 16') des einzuziehenden Materials für jede der Materialzuführzonen (13, 14, 15, 16) der Vorrichtung zum Einzug (1) zuzuführen.
20.-Dosiergerät (22) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es den Gesamtstrom definiert und regelt, was entweder gravimetrisch oder volumetrisch erfolgt.
21. Dosiergerät (22) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass dass es einen Verteilerkegel aufweist, derart, dass der Teilstrom über eine koaxial angeordnete Spitze des Verteilerkegels geführt werden kann, so dass der gleichmässig kegelförmig fliessende Teilstrom dann in Kreisteilsegmenten aufgenommen und in die einzelnen Materialzuführzonen 1, 2, 3, 4 (13, 14, 15, 16) der Vorrichtung zum Einzug (1) weitergeleitet werden kann.
22. Dosiergerät (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilelement (28) Teil der Vorrichtung zum Einzug (1) ist.
23. Dosiergerät (22) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vibrationsrinne mit Gefälle aufweist, auf die der Teilstrom geleitet werden kann und auf der Breite der Rinne gleichmässig verteilbar ist, wobei der gleichmässig fließende Teilstrom dann in gleichen Segmenten über die Rinnenbreite aufnehmbar und in die einzelnen Materialzuführzonen 1, 2, 3, 4 (13, 14, 15, 16) der Vorrichtung zum Einzug (1) weiterleitbar ist.
24. Dosiergerät (22) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Rinne aufweist, auf die der Teilstrom geleitet werden kann, und die einen teilporösen Boden aufweist, derart dass durch den Boden Luft blasbar ist, sodass das Material auf der Rinne fluidisierbar ist und auf der Breite der Rinne gleichmässig verteiibar ist.
25. Dosiergerät (22) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es ein gekröpftes Rohrstück aufweist, welches motorisch oder durch die Schwerkraft des Produkts in Rotation versetzt werden kann.
26. Dosiergerät (22) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Trichter aufweist, der unten in symmetrisch aufgebaute Teilsegmente untergliedert ist und jedes Teilsegment am unter Ende eine variable Öffnung aufweist.
27. Dosiergerät (22) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es eine gravimetrische Einrichtung aufweist, die einen Trichter mit wenigstens zwei identischen Austragsschnecken umfasst.
28. Dosiergerät (22) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es ein modifiziertes gravimetrisch arbeitendes Vibrationsdosiergerät aufweist bei welchem an der Austragsrinne die Rinnenbreite zum Teilen der Produktströme genutzt wird.
29. Einrichtung umfassend eine Vorrichtung zum Einzug (1) eines Schüttgut aufweisenden Materials sowie ein Dosiergerät (22), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Einzug (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17 und das Dosiergerät (22) nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 27 ausgestaltet sind.
30. Verfahren zur Herstellung einer Formasse, in einem Mehrwellen-Extruder, in folgenden Verfahrensschritten:
Wahl eines ein Schüttgut aufweisenden Materials, insbesondere eines pulverfö'rmigen, körnigen, rollenden oder flockigen Materials;
Zuführung des Schüttguts in ein Dosiergerät (22);
Aufteilung des zugeführten Schüttguts in wenigstens zwei im wesentlichen gleiche Teilströme in dem Dosiergerät (22);
Austrag des Schüttguts aus dem Dosiergerät (22) über wenigstens zwei im wesentlichen gleiche Teilströme des einzuziehenden Materials;
Zuführung der wenigstens zwei im wesentlichen gleichen Teilströme des einzuziehenden Materials an eine Vorrichtung zum Einzug (1), dergestalt, dass
Aufnahme der Teilströme in der Vorrichtung (1) über eine der Anzahl der Teilströme entsprechende Anzahl von Materialzuführzonen, und
Weitertransport der Teilströme des Materials stromab in Axialrichtung des Mehrwellen-Extruders die Vorrichtung (1) über rotierbare Wellen (4, 4', 4 ", 4"', ...), die ein Bearbeitungselement (9) aufnehmen;
Austrag der Teilströme aus der Vorrichtung zum Einzug (1) und Übergabe der Teilströme an die ein Bearbeitungselement aufweisenden Wellen des Mehrwellen-Extruders; Weiterbearbeitung des Materials in dem Mehrwellen-Extruder zu einer Formmasse; und wobei zur Durchführung der Verfahrensschritte ein Dosiergerät (22) nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 28 und eine Vorrichtung zum Einzug 1 nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17 verwendet wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet dass die Teiiströme in der Vorrichtung zum Einzug (1) oder an anderer Stelle vor Verteilung der Teilströme an die ein Bearbeitungselement aufweisenden Wellen des Mehrwellen-Extruders angeschmolzen, aufgeschmolzen oder mit einem Fluid versehen werden.
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