DE2301927A1 - Separate introduction of additives to rubber, prior to extrusion - using a screw conveyor and a piston which transfers them to main bulk, with accuracy - Google Patents

Abstract

Rubber additives are introduced into the barrel of a screw extruder at a point a little distance from the feed for the main constituents; a screw conveyor is used for introducing the additives, backed up on its upstream side by a periodically operated piston which sweeps the vol of the screw conveyor sleeve associated with the feed hopper for the additives. This arrangement permits separate introduction of the additives into the already plasticised rubber constituents, with a high degree of accuracy.

Description

Vorrichtung für die kontinuierliche Zuführung von pulverförmigen Zuschlagstoffen in eine Schneckenstranqpresse Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die kontinuierliche Zuführung von pulverförmigen Zuschlagstoffen in eine Schneckenstrangpresse zur Herstellung von Gummifertigmischungen mit einer an den Strangpressenzylinder im Abstand zu einem Einfülltrichter angeschlossenen Zuführvorrichtung deren Gehäusemantel eine öffnung für die Aufnahme der Zuschlagstoffe aufweist. Device for the continuous supply of powdery Aggregates in a screw extruder The invention relates to a device for the continuous feeding of powdery aggregates into a screw extruder for the production of rubber mixes with one on the extrusion press cylinder at a distance from a feed hopper connected feeding device whose housing jacket has an opening for receiving the aggregates.

Zuführvorrichtungen an Schneckenstrangpresson allgemein sind an sich bekannt. Sie dienen vorzugsweise der Einspeisung flüssiger oder pastöser Stoffe in den Strangpressenzylinder.Screw extrusion feeders are common in themselves known. They are preferably used to feed liquid or pasty substances into the extrusion cylinder.

Ihre Anwendung an Schneckenstrangpressen erfolgt außerdem vorzugsweise dann, wenn deren volumetrische Vorschubleistung erhöht werden soll.They are also preferably used in screw extrusion presses when their volumetric feed rate is to be increased.

Bekannte Vorrichtungen für die Einführung vordosierter Zusatz stoffe in einen Strangpressenzylinder zur kontinuierlichen Verarbeitung von Gummi sehen vor, daß die Zusatzstoffe zusammen mit einer Gummigrundmischung z. B. über den Einfülltrichter der Strangpresse zugeführt werden.Known devices for the introduction of pre-metered additive materials look inside an extrusion cylinder for continuous rubber processing before that the additives together with a gum base z. B. via the hopper are fed to the extruder.

Dabei werden sowohl die Grurdschung als auch die sus«iWzstoffe von Anfang an gemeinsam piastiziert. Da die Gummigrundmischung in Form von Pellets oder Streifen aufgegeben wird, die Zuschlagstoffe hingegen in pulverförmiger Form vorliegen, ergibt sich bei gemeinsamer Zugabeweise keine -gleichmäßige Durchdringung aller Materialkomponenten.In doing so, both the basic jungle and the susceptibility are used from At the beginning piastized together. Since the gum base mix comes in the form of pellets or Strips are applied, the aggregates, however, are in powder form, If they are added together, there is no uniform penetration of all Material components.

Dies aber gelingt weitaus besser, wenn die Gummigrundmischung zunächst in der Strangpresse vorplastiziert wird und dieser Masse erst anschließend, also im plastizierten Zustand in derselben Strangpresse die nach einer Rezeptur vordosierten Zusatzstoffe aufgegeben werden.However, this works far better if the gum base mixture first is preplasticized in the extrusion press and this mass only afterwards, that is in the plasticized state in the same extrusion press which were pre-dosed according to a recipe Additives are abandoned.

Für eine auf die vorplastizierte Gummigrundmischung entsprechend abgestimmte Aufgabe von Zusatzstoffen kommt es aber entscheidend darauf an, daß bei deren Zuführung das eingestellte Mischungsverhältnis Zuschlagstoffe zu Grundmischung nicht verändert wird.For an appropriately matched to the pre-plasticized gum base mixture The task of additives, however, is crucially important when they are added the set mixing ratio of aggregates to basic mix has not changed will.

Mit der DAS 1 529 798 ist bereits eine Zuführvorrichtung für einen Extruder zur Verarbeitung von Kunststoffen bekannt geworden, die zwei getrennt am Pressenzylinder angeordnete Kolben-Zylinder-Einrichttingen aufweist, wobei deren Druck auf die strangzupressende Masse wechselweise regelbar ist. Dabei ist unmittelbar an der Einmündung jedes Zylinders in den Pressenzylinder eine Absperreinrichtung angeordnet, die jeweils abhängig von der Kolbenbewegung betätigbar ist. Dle mittels der Kolben-Zylinder-Einrichtungen vorgenommene Zuführung hat den Nachteil, daß sie nicht gleichförmig erfolgt, da sich die Arbeitszyklen beider Kolben entweder kurzfristig überdecken, oder diese erst in Abständen aufeinanderfolgen. Dabei eignet sich diese bekannte Vorrichtung nicht für den Zweck, dem Massefluß im Strangpressenzylinder nach einer Rezeptur genau vordosierte Zuschlagstoffe unterschiedlicher Art sowohl unter Druck als auch absolut gleichförmig zuzuführen.The DAS 1 529 798 is already a feeding device for a Extruder for processing plastics became known, the two separated on Press cylinder arranged piston-cylinder Einrichttingen having, the Pressure on the mass to be extruded can be regulated alternately. It is immediate a shut-off device at the confluence of each cylinder in the press cylinder arranged, which can be actuated depending on the piston movement. Dle means the piston-cylinder devices made transfer has the Disadvantage that it does not take place uniformly, since the working cycles of both pistons either cover them for a short time, or they only follow one another at intervals. This known device is not suitable for the purpose of mass flow In the extrusion cylinder according to a recipe precisely pre-dosed aggregates of different types Kind to feed both under pressure and absolutely uniformly.

Ferner ist es aus der britischen Patentschrift 1 113 739 bekannt, auf der Schneckenwelle eines Extruders und in Förderrichtung vor der Extruderschnecke eine kolbenförmige Rückflußsperre anzuordnen. Rückflußsperre und Schnecke sind starr miteinander verbunden, so daß bei kolbenförmig erfolgendem Vorschub der Schnecke der Reaktions- und Auspressraum des Extruders verschlossen wird, wodurch ein Masserückfluß während des Auspressvorgangs verhindert und eine Erhöhung des Auspressdrucks erreicht werden soll. auch mit dieser Vorrichtung ist eine gleichförmige Mater ial zuführung in den Reaktionsraum des Extruders unter Druck nicht gegeben. Sie ermöglicht lediglich eine Steigerung der Auspressleistung des Extruders.It is also known from British patent specification 1,113,739, on the screw shaft of an extruder and upstream of the extruder screw in the conveying direction to arrange a piston-shaped check valve. The check valve and screw are rigid connected to one another, so that when the screw feeds in the shape of a piston the reaction and extrusion chamber of the extruder is closed, whereby a mass reflux prevented during the extrusion process and achieved an increase in the extrusion pressure shall be. Even with this device, a uniform material feed is possible not given into the reaction chamber of the extruder under pressure. It only enables an increase in the extruder output.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Massefluß einer Schneckenstrangpresse zur Herstellung von Gummifertigmischungen die nach einer Rezeptur vordosierte Menge Zuschlagstoffe in der Zeiteinheit verlustlos zuzuführen.The invention is based on the object of the mass flow of a screw extruder for the production of rubber compounds according to a recipe To supply the pre-dosed amount of aggregates in the unit of time without loss.

Dies wird erfindungsgemäß bei. einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß als Zuführvorrichtung eine in deren Gehäusemantel drehbar angeordnete Förderschnecke mit einem dieser in Förderrichtung axial vorgeordneten und mittels eines Arbeitszylinders periodisch betätigbaren Stopfkolben vorgesehen ist, wobei der zwischen der Förderschnecke und dem oberen Umkehrpunkt der Kolbenstopfflache gebildete, mittels des Stopf##lbens komprimierbare Raum mit der Einfüllöffnung im Gehäuse verbunden ist.This is according to the invention at. a device of the aforementioned Kind achieved in that a feed device rotatable in the housing jacket arranged screw conveyor with one of these axially upstream in the conveying direction and a stuffing piston which can be actuated periodically by means of a working cylinder is provided is, the one between the screw conveyor and the top dead center of the piston stopper surface formed, by means of the plug ## lben compressible space with the filling opening in the Housing is connected.

Da die mengenmäßig-e Zudosierung der Zuschlagstoffe in den Massefluß der Schneckenstrangpresse nach einer Rezeptur abgestimmt ist, hat deren Zuführung möglichst gleichförmig zu erfolgen, damit diese Dosierung bei Zugabe in den Massefluß genau eingehalten werden kann.Since the quantitative addition of the additives into the mass flow the screw extruder is matched to a recipe, has its feed to be carried out as uniformly as possible, so that this dosage when added to the mass flow can be adhered to exactly.

Die Zuschlagstoffe müssen dem tfassefluß außerdem unter einem Druck zugeführt werden, der zumindest dem Massedruck im Strangpressenzylinder entspricht. Dieser Massedruck ist über die ganze Länge der Schneckenstrangpresse gesehen ungleich, er nimmt in Richtung zur Auspressdüse hin zu. Bei ortsveranderlicher Einspeisung der Zuschlagstoffe ist daher auch deren Zugabedruck in die Schneckenstrangpresse zu erhöhen, um eine weitgehendst verlustlose Zugabe zu erreichen.The aggregates must also keep the barrel flow under a pressure are supplied, which corresponds at least to the melt pressure in the extrusion cylinder. This melt pressure is unequal over the entire length of the screw extruder, it increases in the direction of the extrusion nozzle. With mobile feed the aggregate is therefore also their feed pressure into the screw extruder to increase in order to achieve a largely lossless addition.

Die vorgeschlagene Zuführvorrichtung ermöglicht nun die Einspeisung der Zuschlagstorfe in eine Schneckenstrangpresse in beliebigem Abstand von deren Einfülitrichter sowohl unter einem auf den Massedruck in dieser Presse abstimmbaren Gegendruck, als auch eine weitgehendst gleichförmige Zuführung der Zuschlagstoffe.The proposed feeding device now enables the feeding the aggregate peat in a screw extruder at any distance from it Filling funnel both under one adjustable to the melt pressure in this press Counter pressure, as well as a largely uniform feed of the additives.

Die Schneckengänge der Förderschnecke in der Zuführvorrichtung beinhalten gleichbleibende Füllmengen, so daß stets gleiche Mengen an Zuschlagstoffen in der Zeiteinheit gefördert werden können.Include the screw flights of the screw conveyor in the feeder constant filling quantities, so that always the same quantities of aggregates in the Time unit can be funded.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus der Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.Further features of the invention emerge from the description below of the embodiment shown in the drawing.

Dabei zeigt Fig. 1 eine Schneckenstrangpresse mit Zuführungsvorrichtung im Schnitt Fig. 2 die Schneckenstrangpresse mit Zuführungsvorrichtung in Draufsicht.1 shows a screw extruder with a feed device in section FIG. 2 the screw extruder with feed device in plan view.

Das Gehäuse der Schneckenstrangpresse 1 weist für die Einleitung von Grundmaterial eine Eingabeöffnung 'a" und im Abstand hiervon eine weitere Eingabeöffnung "b" für die hier einzuspeisenden Zuschlagstoffe auf. An die Schneckenstrangpresse l ist das Gehäuse 3 der Zuführungsvorrichtung 2 in der Weise angeflanscht, daß eine in der zylinderförmigen Bohrung 4 eines Gehauseteils 16 drehbar angeordnete Förderschnecke 5 den über die trichterförmige Einfüllöffnung 6 eingespeisten und mittels eines Kolbens lo verschiebbaren Materialstrom der Strangpreßschnecke 7 radial zuführt. Dabei reicht das Fördergewinde der Förderschnecke 5 bis an die trichterförmige Einfüllöffnung 6 heran.The housing of the screw extruder 1 has for the introduction of Base material an input opening 'a "and a further input opening at a distance therefrom "b" for the one here additives to be fed in. To the screw extruder l is the housing 3 of the feed device 2 flanged in such a way that a a screw conveyor rotatably arranged in the cylindrical bore 4 of a housing part 16 5 fed through the funnel-shaped filling opening 6 and by means of a Piston lo displaceable material flow of the extrusion screw 7 supplies radially. The feed thread of the screw conveyor 5 extends to the funnel-shaped filling opening 6 approach.

Die Verlängerung der Schneckenwelle 8 ist mit einem Antriebsmotor 9 verbunden.The extension of the worm shaft 8 is provided with a drive motor 9 connected.

Der Kolben lo, der im Anschluß an die Förderschnecke 5 vorgesehen ist, verdichtet den freien Raum 11 zwischen Schnekkengewinde und unt Yolbenfläche 12. Dabei gleitet der Kolben auf der Verlängerung der Schneckenwelle 8 und im Gehäuse 3. Die Betätigung des Kolbens lo erfolgt mittels eines Arbeitszylinders 13 hydraulisch oder pneumatisch über eine Kolbenstange 14, die mit dem Kolben lo durch eine Gelenkgabel 15 verbunden ist.The piston lo, which is provided in connection with the screw conveyor 5 is, compresses the free space 11 between the worm thread and the lower piston surface 12. The piston slides on the extension of the worm shaft 8 and in the housing 3. The piston lo is actuated hydraulically by means of a working cylinder 13 or pneumatically via a piston rod 14, which is connected to the piston lo by a joint fork 15 is connected.

Durch Anordnung einer zylinderförmigen Büchse 16 in der Längsbohrung 18 des Gehäusemantels 3, mit in ihrem Außenmantel für den Durchtritt von Kühlflüssigkeit angeordneten gewindefönaigen anlen 17, ist eine ausreichende Kühlung des Schneckengangraurnes zwischen den Förder stegen der Schnecke erreicht. Der Zugang des Kühimittels zu den Kanälen erfolgt über die Zuleitung 19. Eine entsprechend angeordnete Ableitung ermöglicht den Rtckfluß des Kühlmittels.By arranging a cylindrical sleeve 16 in the longitudinal bore 18 of the housing jacket 3, with in its outer jacket for the passage of cooling liquid arranged threaded holes 17, is sufficient cooling of the worm thread space between the conveyor webs of the screw achieved. Access to the Cooling means to the channels takes place via the supply line 19. A correspondingly arranged Drainage allows the coolant to flow back.

Außer einer ausreichenden Kühlung des Fördergutes ist auch Sorge getragen eine Kompaktierung der Zuschlagstoffe im Eintrittsbereich zur Schneckenstrangpresse zu verhindern. Dies geschieht durch Anordnung von Paddelstegen 2o vor und zwischen den letzten beiden Schnecken stegen vor Austritt der Zuschlagstoffe in den Reaktionsraum der Schneckenstrangpres se.In addition to adequate cooling of the conveyed goods, care is also taken a compaction of the aggregates in the entry area to the screw extruder to prevent. This is done by arranging paddle bars 2o in front of and between the last two screws enter the reaction chamber before the aggregates exit the screw extrusion.

Die Zugabe der Zuschlagstoffe in die Einfüllöffnung 6 erfolgt durch eine Dosiereinrichtung auf gravimetrischem Wege z. B. mittels einer nicht weiters dargestellten Bandwaage, oder auch volumetrisch über Dosierschnecken.The additives are added to the filling opening 6 through a metering device gravimetrically z. B. by means of a no further belt weigher shown, or volumetrically via metering screws.

Der hierauf abgestimmte taktweise erfolgende Vorschub des Kolbens lo "pumpt" das eingofüllte Material in den Schnekkengangraurn zwischen den Stegen der Förderschnecke, der auf diese Weise stets gleichbleibende Füllmengen aufweist.The coordinated, intermittent advance of the piston lo "pumps" the filled material into the worm gear space between the webs the screw conveyor, which in this way always has constant filling quantities.

Die Vorschubkraft des Kolbens lo und damit der wirksame Gegendruck zur Strangpressenmasse läßt sich durch Änderung der Druckbeaufschlagung des Kolbens im Arbeitszylinder 13 leicht beeinflussen. Damit ist eine gleichförmige und vorlustfreie Zuführung vordosierter Materialien auch bei ortsveränderlicher Zugabe in die Sckneckcn skrangp-esse möglich.The advancing force of the piston lo and thus the effective counter pressure to the extrusion mass can be changed by changing the pressurization of the piston slightly influence in the working cylinder 13. This is a uniform and free of cheekiness Feeding of pre-dosed materials into the screw necks, even if they are moved from place to place skrangp-esse possible.

-P#tentansprüche--P # tent claims-

Claims (4)

Patentan sprüche Vorrichtung für die kontinuierliche Zufthrung von pulverförmigen Zuschlagstoffen in eine Schneckenstrangpresse zur Herstellung von Gummifertigmischungen mit einer an den Strangpressenzylinder im Abstand zu einem Einfülltrichter angeschlossenen Zuführvorrichtung deren Gehäusemantel eine Öffnung für die Aufnahme der Zuschlagstoffe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuführvorrichtung eine in deren Gehäusemantel (3) drehbar angeordnete Förderschnecke (5) mit einem dieser in Förderrichtung axial vorgeordneten und mittels eines Arbeitszylinders (13) periodisch betätigbaren Stopfkolben (lo) vorgesehen ist, wobei der zwischen der Förderschnecke (5) und dem oberen Umkehrpunkt der Kolbenstopffläche (12) gebildete, mittels des Stopfkolbens (lo) komprimierbare Raum (11) mit der Einfüllöffnung (6) im Gehäusemantel verbunden ist. Patent claims device for the continuous supply of powdered aggregates in a screw extruder for the production of Rubber mixes with one on the extrusion cylinder at a distance to one Funnel connected feeding device whose housing jacket has an opening for receiving the aggregates, characterized in that as a feed device a screw conveyor (5) rotatably arranged in its housing shell (3) with a this axially upstream in the conveying direction and by means of a working cylinder (13) periodically operable stuffing piston (lo) is provided, the between the screw conveyor (5) and the upper reversal point of the piston stopping surface (12), space (11) with filling opening (6) compressible by means of the stuffing piston (lo) is connected in the housing jacket. 2. Vorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfkolben (lo) konzentrisch zur Antriebswelle (8) der Förderschnecke (5) angeordnet ist. 2. Apparatus according to claim l, characterized in that the stuffing piston (lo) is arranged concentrically to the drive shaft (8) of the screw conveyor (5). 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (5) und der Stopfkolben (lo) von einer zylinderförmigen, in einer Längsbohrung des Gehäusemantels (3) einfügbaren Büchse (16) umschlossen sind, deren Mantel für den Durchtritt von Kühlflüssigkeit mit gewindeförmigen Kanälen (17) versehen ist, die mit einer im Gehäuse angeordneten Zuleitung (19) bzw. Ableitung verbunden sind.3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that the screw conveyor (5) and the stuffing piston (lo) from a cylindrical, enclosed in a longitudinal bore of the housing jacket (3) insertable sleeve (16) are whose jacket for the passage of cooling liquid with thread-shaped channels (17) is provided with a supply line (19) or discharge line arranged in the housing are connected. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (5) im Eintrittsbereich zur Strangpresse entlang des Ganggrundes ihrer ersten beiden Schneckenstege Paddeln f20) aufweist.4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the screw conveyor (5) in the entry area to the extruder along the floor of the passage of their first two spiral webs paddling f20).