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Misch- und Strangpresse mit Strangtrennvorrichtung Die Erfindung bezieht
sich auf eine Misch- und Strangpresse mit einer Einrichtung zum Zertrennen des Stranges
in Teillängen und betrifft insbesondere eine Verbesserung der in der USA-Patentschrift
3 023 455 beschriebenen Maschine, in welcher eine Knetschraube sich sowohl dreht
als auch hin- und herbewegt.
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In der Kunststoffindustrie ist es allgemein üblich, die verschiedenen
Plastifizierungsmittel, Farbstoffe und andere Kunststoffbestandteile zu mischen
und die gemischte Substanz zu tablettieren: Das Mischen erfolgt unter geregelten
Temperatur- und Druckbedingungen, die
dafür geeignet sind, die beste
Mischung der Bestandteile zu gewährleisten.-Normalerweise werden die Kügelchen oder
Tabletten gekühlt und anschließend für die Weiterverarbeitung gespeichert.@Während
Vorrichtungen zum. Tablettieren des Ausstoßes der Maschinen dieser Art bekannt sind,
gibt es noch keine Einrichtungen zum Abtrennen des Materials in Stränge oder Bänder
und zum Zerschneiden der Stränge des gemischten Materials beim Verlassen der Maschine
in kurze Längen zur anschließenden Weitergabe an die Kalanderwalzen, mit denen dann
der heiße Kunststoff zu Platten oder Filmen verarbeitet wird. Viele Faktoren, einschließlich
der Temperatur des strenggepreßtenProduktes, der Temperatur der Walzen und die Plastizität
des Materials bestimmen, ob ein Walzvorgang erfolgversprechend ist.
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Die-Erfindung befaßt sich allgemein mit einem Mischer mit genutetem
Stopfen auf der Knetwelle, der zusammen . mit dieser relativ zu Abschneidvorrichtungen
beweglich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung
ist die Abschneidvorrichtung in Achsrichtung verstellbar, um das Ausmaß der Rillen
oder Nuten zu steuern,. welche am Ende des rückwärtigen Hubes der Knetwelle freiliegen.
Es wurde festgestellt, daß die Axialstellung der Abtrennvorrichtung eine Steuerung
des Betriebes in dem Sinne gestattet, daß die Zage der Abtrennvorrichtung,
die
Verweilzeit des .Materials im Mischer ° -regelt: und unmittelbar -die: Ausgangstemperatur
des: Materials beeinflußt.,-welches im wesentlichen direktden -Kalanderwalzen- zugeführt
wird, und- damit als-Folge davon auch die endgültige Stärke oder Dicke.des aus;gewalzten-
Materials becinflußt.
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Aufgabe der Erfindung ist somit- d-ie- Schaffung eines_-Mischgerätes
mit genutetem Stopfen und Abtrennringan-- -ordnung,.welche es ermöglicht, die-Knetwalze
zur. Durchführung des Trennvorganges heranzuziehen.
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Weiter soll durch die Erfindung ein_Mischgerät -mit- Trennvorrichtungen-
geschaffen werden, welche in Achsrichtung.._ während des Misch- und Knetvorganges
verstehbar sind, um die erforderliche Regelung sowohl-des Misch- als auch Untermischvorganges
und irgendwelche unmittelbar .sich-daran anschließende Vorgänge-vorzusehen..
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Gegenstand-.der Erfindung ist ferner ein. Tdischgerät_- zum Vereinigen-oder
Vermischen von Materialien-un d -zur Umformung derselben -in Stränge, welche sich
in weiche Kunststoffklumpen.zertrennen lassen., die unmittelbar den Kalanderwalzen
zugeführt werden-können, die dann diese zu einem kontinuierlichen Blatt oder Film
genauester Stärkeabmessungen auswalzen. Yan kann die austretenden Stränge oder Kunststoffbrocken
auch verfestigen und zu
Körnern zermahlen und anschließend bei irgendwelchen
Formvorgängen zum Einsatz bringen.
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Schließlich ist es auch Aufgabe der Erfindung, ein Mischgerät mit
einer neuartigen Verschluß- und Abschneidvorrichteng vorzuschlagen, welches in einer
grundsätzlichen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes die Regelung des Rückdruckes
in der Mischkammer ermöglicht, während sich die Maschine im Betrieb befindet.
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Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert
werden. Die Zeichnungen zeigen in Feg. 1 eine teilweise im Schnitt und teilweise
in Seitenansicht wiedergegebene Teildarstellung einer Vorrichteng gemäß der Erfindung;
Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil der, Vorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Figur 1; Fig. 4 einen der Fig. 2 ähnlichen
Schnitt einer abgeänderten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;.
Fig:
5 eine Ansicht der Vorrichtung nach-Fig-4; und in Fig. '6 einen Schnitt durch die
Vorrichtung zum Drehen und Hin- und Herbewegender Misch- und Preßwelle beider wiedergegebener
AusfÜ:hrungsformen: Eine gemäß der Erfindung konstruierte Vorrichtung-eignet sich
:rr die Verwendung in Mischmaschinen üblicher Bauart, beispielsweise einer solchen
nachüer USA-Patentschrift 3023'455. Die Mischvorrichtung enthält einen Fuß 1; auf
welchem ein Gehäuse 2 montiert ist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine Vielzahl
von Lagern 3, von denen eines in Fig. 6 erkennbar ist. In diesen Lägern ist eine
Antriebshülse 4 gelagert, auf welcher ein Kettenrad 5 oder dergleichen aufgekeilt
ist., welches sich durch geeignete Einrichtungen,-bespielsweise
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Motor antreiben läßt. Auf der Antriebshülse 4 und von ihr angetrieben ist eine-Wolle
6°befestigt, die in Lagern 7 gelagert-ist, welche sich im Gehäuse 2 befinden. Ferner
sind Vorrichtungen zur Hin.- und Herbewegüng der Welle 6 in Abhängigkeit von ihrer
Lage. vorgesehen, die aus einerri -Paar von Nocken 8 und 9 bestehen, die Ricken
an Rücken-auf der Welle 6 befestigt sind. Die Nöcke 8 ist mit einer Umfangsnockenrille
10 versehen, in welcher ein fester Mitnehmer 11 sitzt, der vom Gehäuse 2 getragen
wird.
. Die Nocke 9 weist eine ähnliche Nockenrille 12 auf, in ,
welcher- ein ähnlicher Mitnehmer i3 aufgenommen wird.
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Die Anordnung ist derart getroffen, daß beim Umlauf der Welle 6 der
Eingriff der Nockenmitnehmer 11 und 12 in Welle Nockenrillen zu einer axialen Hin-und
Herbewegung der Welle führt.
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Die Welle 6 ragt ein wesentliches Stück über das Gehäuse 2 vor und
sitzt-in einer rührförmigen Büchse 15, die auf dem-Gehäuse 2 gelagert ist. Das Innere
der Büchse 15 bildet eine Mischkammer i7, in deren hinteres Ende die 2u . mischenden
Substanzen, beispielsweise Polyvinylchlorid-. .Kunststoff über einen Trichter 18
zugeführt werden, dermit der Kammer 17 in Verbindur.: steht. Auf dem Innenumfang
der Büchse 15 befinden sich-im axialen Abstand Knetzähne 19, die mit einer Misch-
und Vorschubschnecke 20 zusam@nenwirken, die auf der 'Welle 6 befestigt ist und
das zu mischende Material in der Kammer 17 vorschiebt, dabei kräftig durchmischt
und schließlich in Richtung des vorderen Endes der Mischkammer befördert. Dia i'Lischschnecke
ist über ihre Länge, wie bei 21 erkennbar, unterbrochen, so daß eine Hin- und Herbew3gung
der Welle ohne Störtang zwischen den Zähnen 19 und der Schnecke 20 möglich ist.
Die. Büchse 15 wird von einem Mantel 22 mit Abteilungen 23 umgeben, durch welche
ein Wärmeaustauschmedium umgewälzt wird..
Das vordere Ende der Büchse
1.5 läuft in einem--vergrößerten Flansch 24 aus, auf dem eine rohrförmige Verlängerung
25 aufgeschräubt oder in anderer geeigneter Weise befestigt ist. Die rohrförmige
Verlängerung 25 besitzt eine Bohrung 26 in Verlängerung der Kammer 17, die an ihrem
vorderen Ende offen ausmündet. Die Welle 6 erstreckt sich in die, Bohrung 26 und
trägt eine Hülse 27, auf deren Außenoberfläche eine wendelförmige Preßschnecke 28
befestigt ist, die kurz vor dem vorderen Ende der Hülse 27 endet. Die Schnecke 28
paßt eng in die Oberfläche der Bohrung 26, hat jedoch ein ausreichendes Spiel, um
eine Drehbewegung und axiale Bewegungen relativ zur Hülse 25 zu ermöglichen. Hinter
der Schnecke 28 befindet sich ein vergrößerter Schulterstopfen 28a, welcher die
Kontrolle des Mischvorganges in der Kammer 17 unterstützt: Das Glied 25 ist mit
einem inneren Abteil 29 versehen,. durch welches ein Wärmeaustauschmedium umgewälzt
werden kann, und weist außerdem eine radiale Entlüftungsöffnung 30 auf, durch welche
Gase austreten können. -Am vorderen Ende der Welle 6 ist für eine Drehung und Hin-.und
Herbewegung zusammen mit der Welle 6 ein Preßkopf oder Stopfen 33 vorgesehen, der
einen Randteil 34 an-seinem inneren oder rückwärtigen Ende aufweist, welcher die
Welle 6 aufnimmt, Der Stopfen ist axial zur Aufnahme einer Schraube 35 durchbohrt,
welche in eine Öffnung : in
der Welle 6 eingeschraubt werden kann,
so daß es möglich ist, den Stopfen 33 auf der Welle 6 zu befestigen. Das innere
Ende des Randes 3'4 ist radial, wie bei 36 erkennbar, reduziert und wirkt mit einem
entsprechend geformten Ende-der Hülse 27 zusammen, so daß'eine glatte Verbindung
zwischen den Gliedern 27 und 33. entsteht.
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.Der vordere Teil des Stopfens 33 ist relativ zum Randteil 34 vergrößert
und der vergrößerte Teil-ist mit Wendelförmigen Umfangskanälen oder Rillen 37 versehen,
welche um den Stopfen herum verlaufen und sich vom hinteren oder inneren Ende der
Vergrößerung bis zum vorderen-Ende erstrecken, .jedoch kurz vor dem vorderen Ende
auslaufen. . Somit weist das-vordere Ende ,des Stopfens 33 eine glatte., ununterbrochene
Umfangskante 3$ auf.
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Wie man aus den Figuren 1 und 2 erkennt, ragt der Stopfen 33 ein wesentliches
Stück nach vorne über die Hülse 25 hinaus. An der Hülse ist jedoch ein Verlängerungsbund
39 mit einer Bohrung 40 von wesentlich größerem Durchmesser als dem Durchmesser
der Bohrung .26 der Hülse 25 aufgeschraubt oder in anderer Weise befestigt.
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Die rohrförmige Trenn- oder Schneideinrichtung 41 mit einer ringförmigen
Schneidkante 41a ist am vorderen Ende der Misch- und Strangpreßvorrichtung montiert
und erhält
eine ringfärmige Hülse 42 zwischen dem Bund 39 und dem
Stopfen 33, der vollständig über den Rillen 37 liegt, wenn sich die Welle 6 in ihrer
rückwärtigen Stellungbefindet, die in den Fig.- 1 und 2 voll ausgezogen wiedergegeben
ist. Der Ring 42 erstreckt sich -in.die Bohrung 26 er Verlängerungshülse 25, um
derart das Austrittsende der Mischkammer zu reduzieren. Das hintere Ende des Ringes
42 ist bei 43 abgeschrägt, um den Eintritt des gemischten Materials in den Ring
zu erleichtern. Der Innendurchmesser der Hülse 42 entspricht dem Durchmesser des
Endes 38 des Stopfens 33 mit gerade soviel Spiel, daß die Hülse über den Stopfen
gleiten kann.
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Die Trennvorrichtung 41 ist auf der Mischvorrichtung zur axialen
Einstellung der Welle 6 montiert. Die Befestigungsvorrichtung besteht aus einer
mit Gewinde versehenen Vergrößerung 44 auf der Hülse 42 und einem mit entsprechendem
Gewinde versehenen, radial nach innen vorspringenden Flansch 45 auf dem Glied 39.
Die Anordnung ist derart getroffen, . daß_bei Drehung des Gliedes 41 in der einen
Richtung die, Hülse 42 sich nach rückwärts relativ zum Bund 39 und zur Mischhülse
bewegt, während eine Drehbewegung des" Gliedes 41 in der anderen Richtung eine@Vorwärtsbewegung
der Hülse relativ zum Bund 39 und zur Mischbüchse zur Folge hat.
fei
einer bevorzugten Ausführungsform sind Antriebsvorrichtungen 46 zur axialen Einstellung
der Trennvorricch= tungen 41 vorgesehen. Diese Antriebsvorrichtungen bestehen.
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vorzugsweise_aus einem Elektromotor 47,- der mit der Eingangswelle
48 eines Untersetzungsgetriebes 49 verbunden ist. Auf die angetriebene Ausgangswelle
50 dieses Untersetzungsgetriebes ist ein Ritzel 51 aufgekeilt, welches mit einem
Zahnrad 52 kämmt, das drehbar auf dem Bund 39 mit Hilfe eines Lagers 53 montiert
ist. Ein auf dem Glied 39 befestigter Halterungsring 54 verhindert eine Axialbewegung
des Zahnrades 52 relativ zum Glied 39, erlaubt aber eine freie Drehbewegung des.Zahnrads
s .
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Wie man am deutlichsten aus Fig. 3 erkennt, umfaß t die Trennvorrichtung
41 eine im allgemeinen dreieckige Platte 55 mit drei Öffnungen 56. In jeder der
Öffnungen 56 sitzt ein Antriebsübertragungsstift 57, welcher an dem Zahnrad 52 befestigt
ist und von diesem nach vorne vorsteht. . Ausbildung und Anordnung der Antriebsvorrichtung
56 sind so getroffen, daß die Drehung des Ritzels 51 in einer Richtung eine Drehung
des Ringes 41 über die Stifte 57 in solcher Richtung zur Folge hat, daß sich die
Hülse 42 nach vorne relativ zur rückwärtigen Stellung der Welle 6 bewegt, und eine
Drehung des Ritzels in der anderen Richtung dazu führt, daß sich die Hülse 42 relativ
zur rückwärtigen Stellung der Welle nach-rückwärts bewegt.
Beim
Betrieb der bis jetzt beschriebenen Vorrichtung werden die zu mischenden Materialien
in die Kammer 17 über den Einlaß 18 eingeführt, und der Hauptantriebsmotor, der
aus Gründen der Vereinfachung der Zeichnungen nicht dargestellt ist, wird angelassen,
so daß die Welle 6 über das Kettenrad 5 in Umlauf versetzt wird. Wenn sich die Welle
6 dreht, dann bewegt sie sich auch gleichzeitig hin und her, wie man auch aus der
eingangs genannten USA-Patentschrift entnehmen kann, so daß die Materialien in der
Mischkammer gemischt und geknetet und nach vorne in Richtung des vorderen Endes
der Mischkammer gefördert werden. Das gesamte aus der Mischkammer abgegebene-Material
muß zwischen dem Stopfen 33 und der Hülse 42 über die Nuten oder. Rillen 37 hindurchlaufen,
welche Kanäle zwischen Stopfen und Hülse bilden. Die Menge des aus der Mischkammer
austretenden Materials hängt von. den entsprechenden Stellungen von Stopfenende
38 und Ringglied 41 ab. Die Relativstellungen dieser Glieder werden teilweise hurch
die Hin- und Herbewegung der Welle 6 und durch die Zage des Ringgliedes 41 gesteuert.
Die Konstruktion ist derart getroffen, daß bei Einstellufig des Ringgliedes 41 in
die hinterste.Stellung, wie sie voll ausgezogen in Fig. 2 dargestellt ist, und bei
in der rückwärtigsten Stellung stehender Welle 6, wie sie ebenfalls--voll ausgezogen
in Fig.,2 wiedergegeben ist, das vordere Ende der Hülse 42 vollständig über den
Rillen 37 liegt-und sie verschließt
und damit den Austritt irgendwelchen
Materials durch diese Rillen verhindert. Wird die Rille 6 in Achsrichtung nach vorne
in die gestrichelt gezeichnete Stellung nach Fig. 2 bewegt, dann öffnen' sich die
vorderen Enden der Rillen 37, wodurch mehrere Stränge oder Bänder des Materials
zwischen dem Ring 41 und dem Stopfen 38 austreten können. Bei nach rückwärts gerichteter
Axial-.bewegung der Welle 6 aus der gestrichelt gezeichneten Stellung nach Fig.
2 arbeitet die äußere Kante 41a des Gliedes 41 mit der Kante 38a des Stopfens 33.
zusammen, um das ausgepreßte Material abzutrennen- und damit Längen des Materials
zu formen, die sich für einen Zwischentransport zu üblichen Kalanderwalzen eignen,
während sie sich noch in heißem Zustande befinden.
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Bei in seiner am weitesten rückwärts liegenden Stellung des Ringes
41 ist der Aufstoß des Materials ein Maximum. Der Austritt des Materials kann durch
Betätigung der Antriebsvorrichtung 46 in der Weise, daß sich der Ring 41 . nach
vorne in die gestrichelte Stellung nach Fig. 2 bewegt, reduziert werden. Die Hülse
42 läßt sich soweit nach vorne bewegen, um den Austritt jeglichen Materials aus
der Mischmaschine zu verhindern, oder den Austritt jeder Menge zwisdhen Null und
diesem Maximum zu ermöglichen. Die Steigung der Vorschubschnecke 28 ist derart gewählt,
daß die Rillen 37 immer gefüllt sind.
Die Vorrichtung 46 läßt sich
betreiben, wenn die Welle 6 der Mischmaschine gedreht und hin- und herbewegt
wird, wobei der Maschinenarbeiter die Menge des auszupressenden Materials den jeweiligen
Bedingungen ohne Schwierig-. keiten anpassen kann. Darüberhinaus befähigt die-Mög-r
lichkeit der Regulierung des Austrittes während des Betriebes der Maschine den Arbeiter
zu Einstellungen ..zur Regulation der Temperatur des Materials innerhalb der Mischkammer
und damit auch zur Regelung der Austrittstemperatur. Durch Verringerung der aus
dem Mischer abgegebenen Materialmenge kann beispielsweise die Haltezeit
des Naterialsim.Mischer und damit die Mmperatur der innerhalb der Mischkammer
zu mischenden und zu knetenden Materialien vergrößert werden.
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Bei der Ausführungsform nach den Figuren 4 und 5 sollen nur die Teile,
die sich von den Teilen der bereits beschriebenen Ausführungsformen unterscheiden,
im einzelnen näher erörtert werden.-Die in den Fig. 4 und 5 wiedergegebene
Vorrichtung umfaßt eine Verlängerungshülse 25a ähnlich der Hülse 25, außer . daß
die Hülse 25a ai ihrem vorderen Ende in einer flachen Fläche ausläuft. Ein. Stopfen
33a ist auf dem vorderen Ende der Welle 6 in der gleichen Weise wie der Stopfen
33 montiert und umfa:ßt eine Verlängerung 38a mit über den
Umfang
im Abstand angeordneten Umfangsrillen 37a, welche , sich über die ganze hänge der
Verlängerung erstrecken und Kanäle-zwischen dieser' Verlängerung und der Bohrung
26a des Gliedeis 25a bilden, durch welche das Material aus der Mischkammer ausgepreßt
werden kann.
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Auf dem vorderen Ende des Gliedes 25a ist in Achsrichtung
vor, dem Stopfen 33a ein Ring 60 mit Hilfe von Schrauben 61 oder dergleiohen
befestigt und umfallt einen Ringreil 62, der sich über die Rillen 37a legt. Der
Ringteil 62 ist mit einer Reihe radial nach innen vorstehender Messer 63 .versehen,
die A ihrer Anzahl der Anzahl der Rillen 37a ente.prechen. Prin! radiale Kante jedes
Messers 63 ist, wie ,bei 64 angedeutet, geschärft.' Der Stopfen 33a bewegt sich
mit der Welle 6 zwischen den .voll ausgezogenen und gestrichelt gezeichneten Stellungen
nach Fig. 4 hin und her*und dreht sich in Richtung des Pfeiles "a" nach Fig. 5.
Bei .umlaufender Welle werden die Materialien in.der Mischkammer gemischt und geknetet
und nach vorne zum offenen Ende des Mischers durch die Mischschnecke und die Schnecken
28 gefördert'. Da sich der Stopfen dreht und hin- und herbewegt, bewegt sich das
Material durch die von den Rillen 37a gebildeten Kanäle derart, daß Bänder oder
Stränge ausgepreßt werden. D#-;der Stopfen 33a umläuft, wird jedes Materialband
aufeinanderfolgend
einem Messer 63 gegenübergestellt, welches
das Band am Fride des Vorwärtshubes des Stopfens 33e. abtrennt, so daß die gewünschten
längen entstehen. In diesem Falle-
halten die Schnecken 28 ebenfalls die Rillen
38a zu jedem Zeitpunkt gefüllt. -:=