DE1557041C - Misch- und Kneteinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Misch- und Kneteinrichtung mit mindestens einer in einer Misch- und Knetkammer angeordneten Schneckenwelle und einer am Düsenring ausgebildeten Austritt der Misch- und Knetkammer gleichachsig mit der Schneckenwelle angeordneten Schließeinridhtung, die einen in der axialen Fortsetzung der Schneckenwelle verschiebbaren, mit dem Düsenring zusammenwirkenden Schließdorn aufweist.

An kontinuierlich arbeitenden Misch- und Knetmaschinen,· die z. B. für chemische Reaktionsprozesse oder zum Aufbereiten von gekneteten Mischungen in der Plastik-, Gummi- oder Lebensmittelindustrie eingesetzt sind, wurde bisher das Fehlen einer einfadhen, rasch wirksamen und zuverlässigen Schließvorrichtung für den Austritt der Misch- und Knetkammer als nachteilig empfunden. Eine solche Schließeinrichtung ist an und für sich erforderlich, um beim Anfahren sicherzustellen, daß die Misch- und Knetkammer gut volläuft, damit die gewünschte Reaktion anspringen kann, worauf dann rasch der Austritt voll geöffnet werden sollte, ohne daß die Reaktion dabei abreißt.

Bisherige Versuche, dieses Problem mittels einer Schwenkklappe, Sperrschieber, Verstellring oder Kugelventil zu lösen, brachten nur teilweisen Erfolg, und zwar einmal weil ein Festsetzen von Material am Schließkörper nicht verhindert werden konnte und sich außerdem bei dem notwendigen raschen öffnen eine unsymmetrisch geformte Druckwelle bilden konnte, die in der Misch- und Knetkammer oftmals zu einem Abreißen der Anfahr-Reaktion führte. Auch mit Drosseleinrichtungen bekannter Art, wie sie z. B. an Schneckenpressen verwendet werden, konnte das Problem nicht zufriedenstellend gelöst werden, da diese Einrichtungen zur Feinregelung des Arbeitsdrucks in der Mischkammer dienen und daher, selbst wenn mit Fernverstellung motorangetriebenen, nicht rasch genug von einer geschlossenen Stellung in eine offene Stellung gebracht werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben geschilderten Nachteile bekannter Anordnungen zu überwinden.

Dies wird bei einer Misch- und Kneteinrichtung der eingangs beschriebenen Gattung dadurch erreidht, daß der Schließdorn in der Schließstellung mittels einer im Öffnungssinne wirkenden Federanordnung vorgespannt ist, daß eine den Schließdorn gegen die Rückstellkraft der Federanordnung in der Schließstellung haltende Arretiereinrichtung vorgesehen ist, welche nach Erreichen eines vorbestimmten Überdrucks in der Misch- und Knetkammer auslöst, und daß der Düsenring mit über seinen Umfang verteilten, den austretenden Materialstrom in Stränge aufteilenden Führungselementen versehen ist.

Dabei kann der Schließdorn gemäß einer bevorzugten Ausführung drei Teile aufweisen, wobei der erste Teil zylindrisch geformt und an seinem dem Düsenring zugekehrten Ende konisch mit abgerundeter Spitze ausgebildet ist, der zweite Teil ein Trapezgewinde aufweist, welches in ein entsprechendes Trapezgewinde im Gehäuse eingreift, so daß mit einer axialen Verschiebung des Schließdornes zwangläufig eine Rotation desselben erfolgt, während der dritte Teil auf einem Teil seiner Länge mit einem Gewinde versehen ist, auf welches eine Mutter mit einer umlaufenden Nute aufschraubbar ist, und daß der dritte Teil an seinem dem Düsenring abgekehrten Ende eine Scheibe mit größerem Durchmesser als der Schließdorn trägt.

Mit der vorgeschlagenen Anordnung wird ein rasches und volles öffnen erreicht bei ausgeglichener Druckverteilung. Die Schließeinrichtung ist selbstreinigend und die Öffnungs-Stellung einstellbar. Es wird ferner erreicht, daß die Materialien nach Verlassen des Austritts der Misch- und Knetkammer in eine Anzahl Materialstränge aufgeteilt werden, die dann je nach Erfordernis noch in Stücke geteilt werden können. Dies ist besonders beim Aufbereiten von gekneteten Mischungen aus härtbaren Kunststoffen, aber auch bei Thermoplasten, wie z. B. Hart- und Weich-PVC, wichtig.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch den mit der Schließeinrichtung versehenen Teil der Misch- und Kneteinrichtung,

F i g. 2 einen Querschnitt durch einen Düsenring mit geraden Führungselementen und

F i g. 3 einen Querschnitt durch einen Düsenring mit gebogenen Führungselementen.

Die Einrichtung weist ein Gehäuse 17 auf, das eine Misch- oder Knetkammer 1 umschließt, in welcher eine Schneckenwelle 14 angeordnet ist. Am Austritt der Misch- und Knetkammer 1 ist ein Düsenring 2 koaxial zur Schneckenwelle 14 angeflanscht. Dieser Düsenring 2 weist eine zylindrische Bohrung auf, die nach beiden Seiten konisch erweitert ist.

An den Düsenring 2 ist ein Gehäuse 3 angeflanscht, das eine Austrittsöffnung 3' aufweist. Ferner weist das Gehäuse 3 einen zylindrischen Sitz für eine Lagerbüchse 4, eine ebene Tragfläche für einen Motor 5 sowie einen Tragarm 18 für ein Arretierorgan 6 auf. Die Lagerbüchse 4 wird einerends von einer Ringmutter 4' im Gehäuse 3 fixiert und trägt andernends ein drehbares, vom Motor 5 angetriebenes Messerrad 7. Ferner weist die Lagerbüchse 4 innen zwei zylindrische Lagerflächen zur Aufnahme eines Schließdornes 8 auf und ist zwischen den beiden Lagerflächen mit einem steilgängigen Trapezgewinde versehen.

Der Schließdorn 8 weist einen ersten zylindrisch geformten Teil 8' auf, der an seinem dem Düsenring 2 zugekehrten Ende konisch mit abgerundeter Spitze ausgebildet ist. In einem zweiten mittleren Teil 8" ist der Schließdorn 8 mit einem Trapezgewinde versehen, welches komplementär zum Trapezgewinde in der Lagerbüchse 4 ausgebildet ist und in dieses eingreift. Der dritte Teil 8" des Schließdornes 8 trägt ein Gewinde, auf welches eine Mutter 10 aufgeschraubt ist, sowie eine Scheibe 12, die im Durchmesser größer als der Schließdorn ist und an dem Düsenring 2 abgekehrten Ende desselben angeordnet ist. Zwischen der Scheibe 12 und einem mit dem Gehäuse 3 verbundenen Bügel 11 ist ein Spannorgan in Form einer Schraubenfeder 13 angeordnet, die einen Druck auf den Schließdorn 8 in Richtung von dem Düsenring 2 weg ausübt.

Die Mutter 10 ist zur Begrenzung der axialen Bewegung des Schließdornes in der einen Richtung verstellbar und kann mit einer Stellschraube 15 blockiert werden. Sie weist eine umlaufende Ringnut 10' auf, in welche der Stift 6' des am Tragarm 18 angeordne-

ten Arretierorgans 6 eingreift. Dieser Stift 6' wird durch die Feder 6" in die Nut 10' gedrückt, wobei die Federspannung mittels einer Überwurfmutter 6"' einstellbar ist.

Ferner ist am Bügel 11 eine Stellschraube 16 vorgesehen, die die axiale Bewegung des Schließdornes 8 in der anderen Richtung einstellbar begrenzt.

Der Düsenring 2 trägt an der von der Austrittsöffnung der Misch- und Knetkammer abgekehrten konischen Innenfläche Führungselemente 9, die im Querschnitt keilförmig sind und mit der Spitze gegen die Austrittsöffnung der Misch- und Knetkammer 1 gerichtet sind. Diese Führungselemente 9 sind gleichmäßig entlang des Umfanges der konischen Innenfläche angebracht und können gerade oder gebogen ausgebildet sein.

Das Messerrad 7 trägt eine Anzahl Messerarme T mit einstellbaren Messern 7". Die Messer 7" bewegen sich bei Rotation des Messerrades 7 an der ringförmigen öffnung vorbei, welche durch den Düsenring 2 und den Schließdorn 8 begrenzt wird.
. Zu Beginn des Arbeitsprozesses befindet sich der Schließdorn 8 in der in F i g. Γ gezeichneten Lage. Die Misch- und Kneteinrichtung nimmt die Arbeit auf, und im Material in der Misch- und Knetkammer 1 baut sich ein Druck auf. Sobald dieser eine gewisse Größe erreicht hat, wird der Stift 6' aus der Nut 10' entgegen der Wirkung der Feder 6" herausgedrückt, und der Schließdorn 8 bewegt sich, unterstützt durch die Feder 13, in eine geöffnete Stellung weg vom Düsenring 2. Diese Bewegung geht nicht nur rasch vor sich, sondern ist mit einer Drehbewegung des Schließdornes 8 überlagert, was eine saubere Trennung der abgerundeten Spitze des Schließdornes 8 vom gestauten Material bewirkt.

Diese kombinierte Längs- und Drehbewegung kommt durch das Trapezgewinde zustande, über welches der Schließdorn 8 mit dem Gehäuse 3 bzw. der Lagerbüchse 4 verbunden ist.

Das Material fließt nun durch die vom Düsenring 2 und vom Schließdorn 8 begrenzte ringförmige öffnung hinaus, wobei es durch die Führungselemente 9 in mehrere Stränge unterteilt, und, bei Bedarf, durch das rotierende Messerrad 7 zerschnitten wird.

Um die Schließeinrichtung wieder in ihre Ausgangslage, d. h. in die geschlossene Stellung zu bringen, genügt es, den Schließdorn 8 so lange in Richtung zum Düsenring hin zu verschieben, bis der Stift 6' des Arretierorgans 6 wieder in die Nut 10' der Mutter 10 eingreift. Dies kann gegebenenfalls auch durch eine automatische Einrichtung geschehen.

Der zur öffnung der Schließeinrichtung benötigte Druck kann einesteils mittels der Vorspannung der Feder 6" des Arretierorgans 6, andernteils durch die Vorspannung der Feder 13 beeinflußt werden.

Die Mutter 10 wird so eingestellt, daß sie die Bewegung des Schließdornes 8 in Richtung zum Düsenring 2 so begrenzt, daß zwischen dem konischen Ende des Schließdornes 8 und der konischen Innenfläche des Düsenringes 2 ein kleines Spiel bestehen bleibt, um die Gefahr des Verklemmens der beiden Konusse zu verhindern.

Um den Anforderungen gewisser Reaktionsprozesse zu genügen, können sowohl der Düsenring 2 als auch der Schließdorn 8 heiz- oder kühlbar ausgebildet sein.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Misch- und Kneteinrichtung mit mindestens einer in einer Misch- und Knetkammer angeordneten Schneckenwelle und einer am als Düsenring ausgebildeten Austritt der Misch- und Knetkammer gleichachsig mit der Schneckenwelle angeordneten Schließeinrichtung, die einen in der axialen Fortsetzung der Schneckenwelle verschiebbaren, mit dem Düsenring zusammenwirkenden Schließdorn aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließdorn (8) in der Schließstellung mittels einer im Öffnungssinne wirkenden Federanordnung (13) vorgespannt ist, daß eine den Schließdorn gegen die Rückstellkraft der Federanordnung in der Schließstellung haltende Arretiereinrichtung (6) vorgesehen ist, welche nach Erreichen eines vorbestimmten Überdrucks in der Misch- und Knetkammer (1) auslöst, und daß der Düsenring mit über seinen Umfang verteilten, den austretenden Materialstrom in Stränge aufteilenden Führungselementen (9) versehen ist.

2. Misch- und Kneteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließdorn (8) drei Teile aufweist, wobei der erste Teil (8') zylindrisch geformt und &n seinem dem Düsenring (2) zugekehrten Ende konisch mit abgerundeter Spitze ausgebildet ist, der zweite Teil (8") ein Trapezgewinde aufweist, welches in ein entsprechendes Trapezgewinde im Gehäuse (3) eingreift, so daß mit einer axialen Verschiebung des Schließdornes (8) zwangläufig eine Rotation desselben erfolgt, während der dritte Teil (8'") auf einem Teil seiner Länge mit einem Gewinde versehen ist, auf welches eine Mutter (10) mit einer umlaufenden Nut (10') aufschraubbar ist, und daß der dritte Teil an seinem dem Düsenring abgekehrten Ende eine Scheibe (12) mit größerem Durchmesser als der Schließdorn (8) trägt.

3. Misch- und Kneteinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Arretierorgan (6) einen Stift (6') mit konischem Ende aufweist, welcher Stift unter Wirkung einer Feder (6"), deren Vorspannung mittels einer Überwurfmutter (6'") einstellbar ist, mit seinem konischen Ende in die im Querschnitt V-förmige Nut (10') in der Mutter (10) eingreift.

4. Misch- und Kneteinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (10) zur Begrenzung der axialen Bewegung des Schließdornes (8) einstellbar und mit einer Stellschraube (15) blockierbar ist.

5. Misch- und Kneteinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenring (2) eine zylindrische Bohrung aufweist, die nach beiden Seiten hin konisch erweitert ist.

6. Misch- und Kneteinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (9) im Querschnitt keilförmig und gerade oder gebogen ausgebildet und mit einer Spitze gegen die Misch- und Knetkammer gerichtet sind.

7. Misch- und Kneteinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (3) koaxial zum Schließdorn (8) ein

von einem Motor (5) angetriebenes Messerrad (7) vorgesehen ist, das eine Anzahl Messerarme (7') mit Messern (T') trägt, deren Schneidebene mit der zugekehrten Stirnebene des Düsenringes (2) zusammenfällt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen